在電磁波領(lǐng)域,極化是一個很重要的概念,極化的不同狀態(tài)可以在通信,雷達和抗干擾等多方面應用。人們設(shè)計出多種人工結(jié)構(gòu)材料對極化波進行操控,包括光柵、雙色性晶體調(diào)控及雙折射調(diào)控等,但這些材料多數(shù)尺寸遠大于工作波長,或者有很大的能量損耗。21世紀以來,電磁超材料由于具有超常的物理性質(zhì)而受到廣泛關(guān)注。手性超材料因為自身手性結(jié)構(gòu)的特點而擁有奇特的電磁性質(zhì),最突出的是其強大的旋光性和圓二色性,利用這些性質(zhì)可以來實現(xiàn)對電磁波進行調(diào)控。本文開展了基于手性超材料的極化調(diào)控的應用研究,設(shè)計了90?極化旋轉(zhuǎn)器和圓極化旋轉(zhuǎn)器兩款結(jié)構(gòu)模型,通過理論分析和模擬仿真來探討極化器的性能,并分析其工作機制。本文的主要研究內(nèi)容如下:（1）設(shè)計一款V字形的手性超材料90?極化旋轉(zhuǎn)器,為金屬-介質(zhì)-金屬三層結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)具有四重旋轉(zhuǎn)對稱性。由仿真計算結(jié)果可知,該極化器在14.61GHz和20.06GHz處的旋轉(zhuǎn)角度為89.57?和90.04?,非常接近90?,并且在這兩個頻點處的交叉極化透射系數(shù)為96.94%和94.56%。最后通過改變極化器的幾何參數(shù),設(shè)計出在三個頻點實現(xiàn)極化轉(zhuǎn)換的90?極化旋轉(zhuǎn)器。（2）設(shè)計了一款基于開口環(huán)的手... 

【文章來源】：暨南大學廣東省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

基于磁導率和介電常數(shù)的四象限分布圖

（a）常規(guī)材料 （b）左手材料圖 1-2 電場、磁場和波矢的關(guān)系材料的研究現(xiàn)狀傳統(tǒng)超材料左手材料這一概念被提出來之后，實際上在很長一段時間內(nèi)都無人問津，因中并不存在介電常數(shù)和磁導率同時為負的物質(zhì)。直到 J.B.Pendry 在 1996 年和周期性的金屬導線結(jié)構(gòu)[16]和周期性的開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)[17]分別能實現(xiàn)電單負并在理論上對這奇特的電磁性質(zhì)進行描繪，激發(fā)了學者對左手材料研究的興年，Smith 在 J.B.Pendry 研究的兩種結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上將它們進行有規(guī)律的結(jié)合[5塊左手材料，介電常數(shù)和折射率能同時為負值，如圖 1.3（a）所示。到 200y 和 Smith 等人進一步研究，在 X 波段歷史性的完成著名的“棱鏡實驗”[18]，

圖 1-4 手性物體的分類 引自參考文獻[28]料因自身幾何結(jié)構(gòu)的特殊性而具有很奇特的電磁性質(zhì)，通過手性和磁場分量均能誘導磁極化和電極化，即產(chǎn)生交叉耦合效應，使-hand Circularly Polarized, LCP）和右旋圓極化波（Right Circular性材料后有不同的折射率，導致它們之間產(chǎn)生相位延遲，表現(xiàn)出，電磁波透過手性材料之后會產(chǎn)生很大的圓二色性。利用手性超究出許多功能性材料，如吸波材料、旋磁材料，旋光材料等等�；{(diào)控是手性超材料的熱點研究之一，利用手性超材料的旋光性現(xiàn)對電磁波的調(diào)控。2003 年，Papakostas 等人[30]提出一種類似十材料結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)通過加基底打破傳輸方向的對稱性，能使入轉(zhuǎn) 30 度。在此之后，學者們又研究出許多單層的手性模型[31-32]，料而言，其旋光性還是比較弱。到 2006 年，Rogacheva 等人[33]開

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3102637