異向介質(zhì)的理論研究.pdf

1、異向介質(zhì)一種新型的電磁材料，其介電常數(shù)和磁導(dǎo)率同時為負，最近幾年引起電磁學(xué)界諸多研究者的興趣。電磁波在異向介質(zhì)中傳播會有很多特殊有趣的現(xiàn)象產(chǎn)生，如波的相位方向和功率流方向相反，負折射，倏逝波放大等等。本論文從電磁理論出發(fā)，對與異向介質(zhì)有關(guān)的一些理論問題進行探討，包括以下內(nèi)容： 1．詳細討論各向同性介質(zhì)和各向異性異向介質(zhì)分界面上表面波的特性。各向同性分四種情況進行討論：(1)ε<,1>>0，μ<,1>>0；(2)ε<,1><0，μ

2、<,1><0；(3)ε<,1>>0，μ<,1><0；(4)ε<,1><0，μ<,1>>u。推導(dǎo)出表面波存在的精確條件，從而深刻理解了各向異性異向介質(zhì)與表面波存在的關(guān)系。對表面波的功率流性質(zhì)進行了詳細討論，從而掌握了表面波的物理特性。 2．對由互相平行的普通介質(zhì)波導(dǎo)和異向介質(zhì)波導(dǎo)組成的耦合系統(tǒng)進行研究。建立起對此耦合系統(tǒng)適用的耦合模方程。從耦合模方程出發(fā)，探討耦合系統(tǒng)的特性，發(fā)現(xiàn)一些在普通耦合系統(tǒng)中不會出現(xiàn)的特殊現(xiàn)象。當(dāng)異向介質(zhì)波

3、導(dǎo)所導(dǎo)波的模式為反向波且其傳播常數(shù)與普通波導(dǎo)所導(dǎo)波的傳播常數(shù)相近時，系統(tǒng)出現(xiàn)一組新型的耦合解為耦合長度的單調(diào)函數(shù)，因而耦合系統(tǒng)對耦合長度不敏感。此時系統(tǒng)是反向耦合輸出，且耦合效率在耦合長度足夠長情況下達到100％。。當(dāng)兩個波導(dǎo)各自所導(dǎo)模式的傳播常數(shù)相差一定程度時，耦合模解變?yōu)轳詈祥L度的周期函數(shù)。另外，通過耦合模理論對耦合系統(tǒng)的導(dǎo)波模式也做出了詳細研究。 3．設(shè)計出一種新型的開放式諧振器，此諧振器由一對平行的普通介質(zhì)波導(dǎo)和異向介質(zhì)