人工超材料设计与应用

目录
前言
1 绪论 1
1.1 人工超材料基本概念与类型 3
1.1.1 异常折射率人工超材料 3
1.1.2 表面等离激元类人工超材料 9
1.1.3 可调人工超材料 11
1.2 人工超材料的超常物理特性 13
1.3 人工超材料在民用和国防工业中的潜在应用 16
参考文献 20
2 人工超材料的超常电磁特性 24
2.1 超常电磁特性的设计研究 24
2.1.1 负介电常数的实现 24
2.1.2 负磁导率的实现 25
2.1.3 手性结构超常电磁特性的实现 27
2.1.4 小结 30
2.2 影响人工超材料超常电磁特性的因素 30
2.2.1 介质对超常电磁特性的影响 31
2.2.2 结构对超常电磁特性的影响 34
2.2.3 小结 44
2.3 负折射率人工超材料的基本理论及实现方法 44
2.3.1 手性结构设计 44
2.3.2 手性结构的多频带负折射率分析 46
2.3.3 手性结构的表面电磁场分析 49
2.3.4 手性结构的旋光性和电磁特性分析 51
2.3.5 小结 54
2.4 零折射率人工超材料的基本理论及实现方法 54
2.4.1 笼目结构的设计 54
2.4.2 笼目结构的双频带等效零折射率分析 59
2.4.3 小结 64 参考文献 65
3 不同波段人工超材料的设计与制备技术及实例 69
3.1 微波波段人工超材料的设计与制备技术及实例 72
3.1.1 光刻工艺硬件系统 72
3.1.2 光刻工艺流程 76
3.1.3 光刻工艺的质量要求及常见问题 79
3.1.4 光刻工艺制备微波波段人工超材料实例 81
3.1.5 小结 83
3.2 太赫兹波段人工超材料的设计与制备技术及实例 83
3.2.1 太赫兹波段人工超材料的制备技术 84
3.2.2 激光转印技术制备太赫兹波段人工超材料实例 87
3.2.3 小结 95
3.3 光波波段人工超材料的设计与制备技术及实例 96
3.3.1 电化学沉积技术的硬件系统 97
3.3.2 电化学沉积技术制备光波波段人工超材料实例 99
3.3.3 小结 102
参考文献 103
4 不同波段的动态可调人工超材料 105
4.1 基于置入二极管的变容微波波段动态可调人工超材料 105
4.1.1 基于二极管变容动态可调人工超材料实例 105
4.1.2 研究结果分析 108
4.1.3 小结 109
4.2 基于置入微机电系统的太赫兹波段动态可调人工超材料 109
4.2.1 基于微机电系统动态可调电磁诱导透明人工超材料实例 110
4.2.2 研究结果分析 112
4.2.3 小结 115
4.3 基于置入活性媒质的光波波段动态可调人工超材料 116
4.3.1 石墨烯的参数理论 116
4.3.2 无石墨烯置入的人工超材料结构 119
4.3.3 石墨烯置入人工超材料结构的可调吸收设计 124
4.3.4 石墨烯置入人工超材料结构随石墨烯温度变化的稳定吸收特性 132
4.3.5 小结 136
参考文献 137
5 人工超材料的应用 141
5.1 人工超材料天线 141
5.1.1 K波段人工超材料的设计及其在微带天线中的应用 142
5.1.2 结果及分析 145
5.1.3 小结 146
5.2 人工超材料吸收器 146
5.2.1 基于四臂阿基米德螺旋结构的三频带吸收 147
5.2.2 基于椭圆结构的宽带近完美吸收和多带完美吸收 151
5.2.3 小结 164
5.3 人工超材料隐身技术 165
5.3.1 人工超材料吸波原理 165
5.3.2 宽带吸波人工超材料天线罩设计 167
5.3.3 人工超材料天线罩样件测试 169
5.3.4 小结 170 参考文献 170
6 人工超材料研究进展与发展趋势 172
6.1 宽带人工超材料 172
6.1.1 宽带人工超材料研究进展 172
6.1.2 超宽带人工超材料研究实例 176
6.1.3 小结 180
6.2 可调人工超材料 180
6.2.1 可调人工超材料的发展趋势与应用前景 181
6.2.2 可调人工超材料的研究进展 182
6.2.3 小结 192
6.3 微型化人工超材料 193
6.3.1 微型化电谐振人工超材料的研究进展 193
6.3.2 微型化磁谐振人工超材料的研究进展 197
6.3.3 小结 199
参考文献 200