一、高斯波束在异向介质棱镜中的折射（论文文献综述）
张强[1]（2019）在《金属/电介质/离子晶体超材料表面波性质研究》文中进行了进一步梳理金属/电介质和离子晶体/电介质超材料具有独特的、优异的光学性质,使得它具有重要的应用价值和理论研究意义。表面等离激元极化子（Surface plasmon polaritons,SPPs）和表面声子极化子（Surface phonon polaritons,SPhPs）的性质决定了超材料的表面光学性质。研究金属/电介质超材料中SPPs和离子晶体/电介质超材料的SPhPs性质是很有意义的。在本论文中,运用了经典电磁理论对侧向和倾斜表面的金属-电介质和离子晶体-电介质超材料的各种表面极化子进行了拓展研究。在侧向表面的金属/电介质超材料中,组分层垂直于超材料表面。本文对传统SPPs理论进行了拓展,研究了杂化SPPs。得到了杂化SPPs的色散方程,以Ag/SiO2超材料为例进行了数值模拟,得到五种杂化SPPs。根据超材料介电函数与覆盖介质介电常数的关系,确认五种极化子分别为:类Dyakonov模（Dyakonov-like mode）,类传统SPPs模,其它三种是新模式。深入讨论了各种模式存在条件和电磁场极化,并利用衰减全反射法（ATR）验证以上几种SPPs模式的存在。提出了一种倾斜表面的金属/电介质超材料薄膜模型,其中金属和电介质层均不垂直或平行于表面。采用电磁理论对超材料中SPPs的性质进行了相关探索,解析得到了独特的SPP模式。以Ag/SiO2超材料为例对SPPs色散曲线进行了数值模拟,得到了两个SPPs的色散分支,即两个表面模式。虽然这两种表面模式的传播方向不平行于薄膜表面,但薄膜表面对它们并没有反射效应。等离激元极化子的分立导波模和表面模组成了超材料膜（Metamaterial Film,MMF）的完整等离激元极化子谱。ATR数值模拟与色散方程观测到的谱线吻合较好,证明了SPP的存在,也确定了导波模等离激元极化子（GPP）的分立模式。与上面的研究平行,本文还研究了侧向离子晶体/电介质超材料中杂化声子极化子,拓展了过去对超材料中声子极化子（SPhPs）的研究。利用ZnS/SiO2超材料进行了数值模拟。同样发现五种杂化SPhPs,一种类型与Dyakonov表面波相似,称为类Dyakonov SPhPs,另一种类似传统SPhPs,称为类传统SPhPs,其它为新杂化声子极化子（HSPhPs）。利用衰减全反射法验证五种SPhPs的存在。这种研究的意义在于:与SPPs不同,SPhPs处于中远红外,另外离子晶体的光学损失比金属小的多。设计了倾斜表面的离子晶体/电介质超材料,即组分层不垂直也不平行于表面。利用基本电磁理论得到色散关系,首次发现SPhPs沿垂直表面方向振荡衰减,称为幽灵表面声子极化子（Ghost surface pononic polaritons,GSPhPs）。由于超材料的等效介电函数张量的两个不同的分量可正也可负,因而在不同的频率范围上,这种超材料可分为椭圆材料,双曲材料和类金属材料。本文发现对后两种属性的超材料,存在三种GSPhPs。此外还存在一种边界GSPhP（DL模）,其能量只在超材料外部传输。这些模的最大特点是其能流平行表面,但是传播方向不平行表面。理论研究了一束偏振光从正介电常数介质入射到离子晶体表面产生的古斯汉欣（Goos-H?nchen,GH）位移。着重分析了当入射光的频率位于剩余频率带附近或内部时GH位移的特征。研究结果表明,s-偏振入射或p-偏振入射时,GH位移具有不同的性质。对于低光学损耗的晶体,我们获得了GH位移的解析表达式,且发现在临界角或布鲁斯特角附近GH位移显着。与无光学损耗情况相比较,可以看出损耗对GH位移的影响是非常明显的。与光子晶体和超材料不同,本文选用的晶体是一种光学损耗相对较低且工作频率位于远红外的天然材料,如ZnS晶体。由于晶体表面上方的入射介质可以是任何正介电常数介质,因此理论上获得的GH位移可以在实验上更容易地被观测及应用。
龚霞[2]（2017）在《复宗量高斯光束通过左手材料的传输特性研究》文中认为左手介质与常规介质不同,它为物理学发展开创了一片新的领域。当电磁波通过左手介质时,会出现很多奇异的现象,如负折射效应、逆Doppler效应等。近年来,左手介质在光学、材料科学、电磁学等领域引起了诸多关注。因此,研究光束通过左手材料（LHM）的传输特性具有重要意义。本学位论文主要对复宗量双曲余弦平方-高斯光束（EchSGB）和双曲正弦平方-高斯光束（ShSGB）通过平板LHM的传输特性进行研究。基于广义惠更斯-菲涅尔衍射积分推导出EchSGB和ShSGB在自由空间、平板LHM内部和通过平板LHM后的三维光强传输公式,采用二阶矩定义推导了EchSGB和ShSGB的光斑尺寸、束腰宽度、束腰位置、2M因子的解析表达式,并对其进行数值计算和分析。研究表明:1.EchSGB的束腰宽度只受与复宗量双曲余弦平方因子相关的参数a、b影响,光斑尺寸、束腰位置以及2M因子还会受到LHM负折射率Ln的影响,材料的负折射率改变光束分布的位置,参数a、b改变光束的形状和大小。当计算取特殊值时,LHM能使EchSGB重现。因此,实际运用中,可以选取较小参数值的EchSGB通过较大负折射率的LHM,获取质量更好的光束,同时还可通过改变光束参数a、b以及LHM负折射率Ln的大小在不同位置对该光束整形。2.LHM对ShSGB轴上光强和横向光强分布规律的影响是使光强呈对称分布;材料的负折射率会影响光束轴上光强极大值的位置,轴上光强和横向光强的分布均随传输距离和参数?的变化而变化,?是与双曲正弦平方因子相关的参数;束腰宽度只与参数?有关,轴上光强、横向光强、光斑尺寸、束腰位置、2M因子还会受LHM影响;较小的参数?值和较大的负折射率绝对值都使得2M因子的值变小,即光束质量更好。此外,还可通过改变光束参数?以及LHM负折射率Ln的大小在不同位置对ShSGB整形。
马丽琴[3]（2016）在《负折射率介质中的光传特性》文中指出自2000年,制作出了世界上第一块负折射率介质,使得人们开始了对这种介质的研究,且研究拓展到物理、光子、光学、材料等众多领域。近年来,有关光在负折射率介质传输特性方面的研究已有不少的介绍,但大部分文献采用的是矩阵光学法、衍射积分法、解析数学法、有限差分法等,而以单色平面波为载体,对其携带的物信息在负折射率介质内进行分数傅里叶频谱分析尚未见明确的报道。论文基于光学分数傅里叶变换的理论,采用单色平面波入射到各向同性均匀无吸收的负折射率介质中,将输出面上光场分布的分数频谱代入光波传播所满足的亥姆霍兹方程,鉴于负折射率介质支持倒退波,将方程的解只保留负指数因子对应的波成分,获得分数频谱在负折射率介质中的传播公式以及分数传递函数,通过与常规介质的分数频谱传播规律对比,诠释了负折射率介质中的分数频谱传播公式和分数传递函数的物理含义。通过对负折射率介质内分数频谱传播规律的研究,旨在揭示电磁波在负折射率介质中一些特殊的光传特性。计算机模拟了结论的可靠性与可行性,该结论对空间滤波、信息储存、图像加密、高分辨率光学透镜的制作有一定的参考价值。
霍雅洁[4]（2014）在《负折射率介质中厄米—正弦类高斯光束的传输特性研究》文中进行了进一步梳理介电常数和磁导率均为负数的负折射率介质新型的人工合成材料。它具有特别的超常物理特性，如负折射效应、逆多普勒效应等，导致近几年它逐渐出现在物理、电子、材料等领域。因此对负折射率介质的研究有一定实际价值，由于负折射率介质具有独特的光学特性，所以对负折射率介质中光束的传输特性研究也就具有理论和实际意义。本文主要对光束在负折射率介质中及通过负折射率介质后的传输特性进行研究，主要有以下几点：首先，简单阐述了激光传输的研究背景，负折射率介质和光束在负折射率介质中传输的研究现状，以及本文课题的研究意义。详细介绍了负折射率的相关光学特性和相关光束。还给出了本文涉及的相关公式推导的方法等理论基础。其次，研究讨论了厄米-余弦-高斯光束在负折射率介质中的传输特性。基于广义惠更斯-菲涅耳衍射积分的方法对厄米-余弦-高斯光束通过负折射率介质传输的解析公式，并对公式进行数值计算和分析。研究结果显示，厄米-余弦-高斯光束通过各向同性负折射率平板材料时，平板材料的负折射率的改变，只会影响轴上最大光强位置，最大光强位置恰好是光束在介质中聚焦的位置，即负折射率平板材料中的负折射率只能影响光束的两次聚焦位置。在平板材料内部时，随着负折射率绝对值的增加，其轴上最大光强位置增加。通过平板材料后，随着负折射率绝对值的增加，其轴上最大光强位置减小；而光束参数的改变不仅会改变厄米-余弦-高斯光束的轴上光强分布，还会改变横向光强的分布，但对厄米-余弦-高斯光束轴上最大光强和横向最大光强的位置均没有影响；轴上传输距离z取值的改变基本不会影响横向光强分布。然后，对负折射率介质中的双曲正弦平方-高斯光束的传输特性进行了研究。同样利用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分法推导了双曲正弦平方-高斯光束通过负折射率介质的相关解析公式，并对公式进行了数值分析。结果显示，双曲正弦平方-高斯光束通过负折射率平板材料中传输时，其在平板内部和通过平板后的轴上最大光强位置都会随负折射率取值变化而改变，即负折射率会影响激光束的两次聚焦位置：当在平板材料内部时，负折射率绝对值增大，激光束的轴上最大光强不变，但其位置增大；通过平板材料后，负折射绝对值增大，激光束的轴上最大光强不变，其位置反而减小。双曲正弦平方-高斯光束的光束参数 能同时影响光束的轴上光强分布和横向光强分布，但不会影响激光束的轴上最大光强位置和横向最大光强位置。即双曲正弦平方-高斯光束光束参数 不会影响光束的两次聚焦位置；而双曲正弦平方-高斯光束在平板内和通过平板后，其轴上传输距离z取值的改变基本不会影响其横向光强分布。最后，总结了全文主要结论并表明了后续待开展的研究工作。
包建勤[5]（2013）在《激光光束通过左手平板材料的传输特性研究》文中指出左手介质也称负折射率介质，是由前苏联物理学家Veselago于1968年从理论上提出的。作为一种新型的人工合成电磁材料，由于它的负折射率而使其有反多普勒效应、负折射效应以及反切轮科夫辐射等奇特的物理光学特性。因此研究左手介质对激光束传输特性的影响具有重要意义。本文主要研究激光光束在左手介质中以及激光光束通过左手平板材料的传输特性，主要工作如下几个方面：首先，简要回顾了光束传输变换的发展史以及左手介质相关物理特性的研究情况，并且详细介绍了本文所涉及的相关激光光束以及光束在左手介质中传输的理论体系。其次，研究了余弦高斯光束通过左手平板材料的传输特性。在傍轴近似下利用广义惠更斯-菲涅尔衍射积分法，推导出了余弦高斯光束在左手介质中传输以及通过左手平板材料后传输的场分布表达式，通过数值计算，分析了左手介质的负折射率以及余弦高斯光束的调制参数对传输特性的影响。研究结果表明：余弦高斯光束无论在左手平板内部传输还是在像空间传输，轴上的最大光强位置是光束聚焦的位置，左手平板的负折射率会改变光束聚焦的位置；在介质内部，平板的负折射率会改变轴上光强分布的形状，但不会改变像空间轴上的光强分布形状；无论是在平板内部还是像空间，余弦高斯光束的调制参数对轴上与横向光强都会产生影响。最后，研究了平顶高斯光束通过左手平板材料的传输特性。在傍轴近似下利用柯林斯公式，导出了平顶高斯光束在左手介质内部传输以及通过左手平板材料的场分布表达式,研究分析了左手介质的折射率以及平顶高斯光束的阶数对于传输特性的影响。研究表明：平板的负折射率会改变介质内的轴上光强分布但不会改变像空间的轴上光强分布形状，在轴上光束聚焦的位置光强有最大值；无论是在介质内部还是在像空间，平顶高斯光束的阶数总是会改变光强的分布形状；轴上的光强分布形状关于焦点对称；横向的光强分布形状关于光轴对称，在介质内部横向光强分布会呈现最小值，在像空间横向光强会呈现出最大值。
陈楠[6]（2013）在《衍射高斯波束分析方法在太赫兹频段的应用》文中指出与微波、红外系统相比,准光技术尤其是其中的太赫兹技术,应用已经日益广泛。太赫兹技术在军事、民用方面有着广泛的用途,如在通信、目标探测、制导、遥感探测、射电天文、不接触式金属探测、等离子体诊断等领域它都有着无法比拟的优越性。当今时代,频率的使用越来越受到重视,各国也十分重视频率资源的开发。向更高频率发展已经是当前科学技术的一个趋势。未来太赫兹频段的应用也会越来越广泛。准光系统的近似方法主要有衍射分析法、物理光学法、几何光学法及模式分析法这几大类。现有的准光网络系统的设计方法基本是基于几何光学方法展开的,因为在设计阶段几何光学法要求简单、思路清晰。而在结果仿真阶段,物理光学方法以及其他一些相应的积分方法能够获得较高的精度。但后期仿真验证的计算量与存储量都比较大。衍射高斯波束分析方法DGBA的开发来自于英国伦敦大学玛丽女王学院（QMUL）。对于毫米波亚毫米波准光系统的分析来说,它是一种先进的计算方法,结合了可模块化的物理光学方法（Physical Optics-PO）以及计算准确简捷的几何光学方法（Geometrical Optics-GO）的优点。在毫米波亚毫米波频带上它的计算速度与传统的物理光学算法（GRASP）相比要快10倍以上。作者所参与的项目主要涉及衍射高斯波束分析方法DGBA和基于DGBA和PMM算法的SiMatrix软件应用。本文主要探讨和验证了在太赫兹频段DGBA算法的适用性。首先从理论进行分析和验证。从太赫兹波束和高斯馈源的耦合,以及传播特性的研究这两方面提供了衍射高斯波束分析方法在太赫兹频段适用的理论依据。其次,从初步结论来看,结合单通道和双通道准光网络系统的设计和仿真以及结果对比,更加验证了该方法在太赫兹频段推广的可适性,同时基于DGBA和PMM算法的SiMatrix软件也在太赫兹频段的应用也表现出了很多优势。
胡金兵,陈家璧,李春霞,刘安平,庄松林[7]（2011）在《多普勒效应和逆多普勒效应的对比研究》文中认为用光学外差干涉法对运动一维体全息光栅的衍射光束多普勒频移进行了测量,结果表明衍射光在晶体中传播时由于运动导致的多普勒效应是正常的,实验结果与理论计算的结果一致。该结果与光频段负折射光子晶体棱镜逆多普勒效应的观察结果的对比显示:同样处于法线同侧出射光束的两种情况结果相反,等效折射率为负值的材料中发生了逆多普勒效应;而正折射率材料的体全息光栅衍射时发生的多普勒效应为正常的。对比研究进一步说明了左手材料的存在。
吴迪[8]（2011）在《等离子体辐射计准光系统的研究》文中研究指明准光技术涉及的频率在毫米波、亚毫米波和太赫兹波段,在通信、目标探测、制导、大气遥感、射电天文、不接触式金属探测、等离子体诊断等领域有着广泛的用途。这些应用与微波、红外波段系统相比,有着不可比拟的优越性。准光系统采用光学元器件的开放式结构设计,克服了传统金属波导在毫米波波段衰减极高、功率容量很小和加工制作十分困难等缺点,同时又考虑到波束的耦合与衍射,是一种结合光学理论与电磁计算的综合方法。本文首先简要介绍了准光系统的理论基础及高斯波束的传播、转换、截断以及匹配理论。而后分析并总结了毫米波亚毫米波准光系统的设计方法,尤其是对馈源与高斯模的耦合以及椭球面反射镜天线的设计给出了详细的分析。接下来为我国自行设计研制的国际首个全超导托卡马克装置EAST上的电子回旋辐射诊断系统建立了一套准光系统。该准光系统工作在100～170 GHz的频率范围内,使用了椭球面反射镜、平面反射镜和圆波纹波导,系统的主要作用是把等离子体中心处的高斯波束束腰映像到波纹波导中。本文采用北京邮电大学电磁理论及应用国际开放实验室自主研发的SiMatrix软件进行仿真,并采用商用GRASP软件进行仿真验证。在耗时方面,基于DGBA的SiMatrix软件较基于物理光学法的GRASP软件有明显的优势。两种软件的仿真结果均与理论分析基本吻合,证明了设计方法的可靠性。本文结合多种准光系统的分析与仿真方法,实现了一套等离子体辐射计准光系统。该系统具有宽频带、低损耗和高分辨率的优点,无论是对托卡马克装置中等离子体电子温度分布测量还是即将开展的相关物理研究都是必要的。
陈亮[9]（2008）在《等效异向介质的特性与结构研究》文中认为异向介质是当前科学研究的热点之一,它的发现被认为是2003年度十大科学突破之一,是当前物理与电磁学研究领域中的前沿与热点问题。异向介质是指等效的介电常数和磁导率同时为负值的人工合成电磁材料。电磁波在这种介质中传播时将显现与传统介质不同的各种逆向或反向效应,如负折射效应、逆多普勒效应、逆切仑科夫辐射等等。对于其特性的研究,在理论分析、数值计算和实际应用等方面还需要不断地完善和深入发展。在经典电动力学中,介质的电磁性质是用介电常数和磁导率两个宏观参数来描述的,我们所讨论的异向介质模型通常是等效的双负或单负介质,所以在理论分析中应该强调“等效”的概念。本文主要对不同等效异向介质模型的特性进行了研究,在理论上涉及了等效各向同性异向介质、等效单负介质、等效各向异性异向介质、等效非线性异向介质等近几年陆续提出的复杂模型,从而向实际结构靠近,以揭示异向介质的物理本质;而在异向介质结构方面,设计了以三角形开口环为基础的单环、对环结构,诣在简化传统内外嵌套式结构。论文的主要工作可以概括为:（1）简要介绍了异向介质的研究现状和进展,分析了它的理论基础和实验基础及简单构造。其次研究了电磁波在几种等效各向同性异向介质模型中的传播特性,并结合常规介质作了比较,结果表明异向介质存在很多特殊的传播规律,深入研究将能挖掘出其巨大的意义;（2）研究了沿等效单负介质平板波导传播表面波的特性,根据本征方程运用图解法得到沿单负介质平板传播的奇、偶对称TE极化表面波的色散曲线图和能流分布图,发现表面波在单负介质波导中传播的比传统介质波导中慢,场和能量集中于介质板的上下表面,一定频率范围内奇、偶表面波型能流反向,该慢波特性在发展微波器件的小型化方面有着潜在的应用价值;使用传输矩阵方法对等效负介电常数材料和负磁导率材料双层结构进行分析,发现某些角度的入射波存在零反射率、无衰减的完全隧穿、带通的特性,并得到数值结果对结论进行了验证;（3）针对实际复合材料构成的异向介质都是各向异性的特点,提出了电磁波从各向同性右手介质斜入射到等效各向异性异向介质时发生负折射应满足的条件。根据理论分析结果,给出了满足条件的介电常数和磁导率组合;同时研究了不同参数条件下,等效各向异性异向介质界面出现的正、负、零Goos-H（a|¨）nchen位移的情况,数值结果验证了理论的正确性;（4）详细研究了等效非线性异向介质中的二次非线性现象。推导了异向性材料非线性互相作用的电磁公式;发现非线性异向介质中的二次谐波过程、和频过程和差频过程具有与传统非线性介质完全不同的能流传播方向以及场分布;同样介质厚度的非线性参量放大过程,异向介质能够得到比传统介质大得多的信号波和闲频波能量输出;分析了等效非线性异向与等效非线性右手介质界面表面波的传播特性,运用图解法研究了表面波的频率范围和能流方向与右手材料参量的关系;（5）针对现有的内外嵌套开口双环异向介质结构,其结构形式过于复杂,根据单开口环结构同样具有磁响应和负磁导率的性质,提出一种简化的三角形单环谐振结构,并引申出两种形式的三角形对环结构。通过参数提取、棱镜仿真、能量传输实验等三种方式验证其左手特性,结果吻合良好。
张劭[10]（2008）在《双负介质的电磁特性研究》文中进行了进一步梳理本论文用时域有限差分（FDTD:Finite-Difference Time-Domain）方法和CST软件对电磁波在双负介质中的传播和散射特性进行了研究,探讨其在隐身方面的应用。并对双负介质结构单元作了详细的分析,提出了两种新的双负介质结构单元。首先,应用FDTD法对双负介质单元进行模拟。给出了在用FDTD模拟时调制高斯脉冲参数（脉冲宽度、中心频率等）的最优选取范围,以保证电磁波在波导中高保真传输;针对双负介质单元模拟的特殊性对总场-散射场的加源方式进行了设置,该设计节约了计算时间,减少了计算内存,提高了计算效率;对波导中谐振环的电谐振和磁谐振的反应机制进行了详细的模拟分析。其次,从电磁波理论出发,详细推导了介质电磁参数提取的NRW方法的反演公式,利用Taylor公式实现了相位的自动调节。针对双负介质与普通介质的不同,对NRW方法进行了修正,推导出了波导中双负介质的电磁参数反演公式。根据镜像原理,理论分析了三种截断边界对周期化的影响。并利用CST软件对处在不同边界下的开口谐振环（SRR）进行了仿真,结果表明同一单元结构经不同的边界周期化后,其谐振频率、谐振宽度和谐振峰值是不一样的,与理论相符合。提出了两种新型双负介质单元:一种为磁谐振频率可调的可调谐振环;另一种是集电、磁谐振于一体的双开口谐振环。利用CST软件研究了影响可调谐振环的磁谐振频率的各因素,并将其与金属杆组合成双负介质,实现了左手峰的可控性;用FDTD法和CST软件对双开口谐振环进行了详细模拟对比,对其反应机理进行了分析。最后,实现了应用网络并行平台MPI的ADE-FDTD并行计算,克服了电大尺寸目标的计算受限于单个微机内存容量和计算时间过长的问题。分析了覆盖双负介质电大尺寸目标的散射特性。数值结果表明,双负介质减小目标后向散射,同时增大了目标的前向散射。
二、高斯波束在异向介质棱镜中的折射（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、高斯波束在异向介质棱镜中的折射（论文提纲范文）
（1）金属/电介质/离子晶体超材料表面波性质研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 电磁超材料 |
| 1.2 表面等离激元极化子 |
| 1.2.1 表面等离激元极化子的色散性质 |
| 1.2.2 等效介质理论 |
| 1.3 表面声子极化子 |
| 1.4 Dyakonov表面波 |
| 1.5 古斯汉欣位移 |
| 1.6 本研究课题的来源及主要研究内容 |
| 第2章 金属超材料表面等离激元极化子 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 侧向超材料表面等离激元极化子 |
| 2.2.1 理论模型 |
| 2.2.2 数值模拟与讨论 |
| 2.2.3 衰减全反射数值模拟 |
| 2.3 倾斜超材料薄膜表面等离激元极化子 |
| 2.3.1 理论模型 |
| 2.3.2 数值模拟与讨论 |
| 2.3.3 衰减全反射数值模拟 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 离子晶体超材料表面声子极化子 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理论模型 |
| 3.3 数值模拟与讨论 |
| 3.4 衰减全反射数值模 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 离子晶体超材料幽灵表面声子极化子 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 理论模型 |
| 4.3 数值模拟与讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 离子晶体表面古斯-汉欣位移 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 理论模型 |
| 5.3 数值模拟与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文 |
| 攻读学位期间参与完成的科研项目 |
| 致谢 |
（2）复宗量高斯光束通过左手材料的传输特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 左手介质简介 |
| 1.2.2 左手介质电磁和光学特性的研究进展 |
| 1.2.3 光束在左手材料中传输特性的研究 |
| 1.3 研究内容及章节安排 |
| 2 理论基础 |
| 2.1 矩阵方法 |
| 2.1.1 ABCD变换矩阵 |
| 2.1.2 几种常用的ABCD变换矩阵 |
| 2.2 左手介质的光学特性 |
| 2.2.1 负折射特性 |
| 2.2.2 激光束通过左手材料的传输矩阵 |
| 2.3 光束传输变换的研究方法 |
| 2.3.1 标量衍射理论 |
| 2.3.2 Collins公式 |
| 2.4 激光束的特征参数 |
| 2.4.1 聚焦光斑尺寸 |
| 2.4.2 远场发散角θ、β值 |
| 2.4.3 束宽 |
| 2.4.4 M~2因子 |
| 2.5 相关光束介绍 |
| 2.5.1 复宗量双曲余弦平方-高斯光束 |
| 2.5.2 双曲正弦平方-高斯光束 |
| 3 复宗量双曲余弦平方-高斯光束通过左手材料的传输特性 |
| 3.1 传输公式 |
| 3.2 光斑尺寸、束腰宽度及其位置、M~2因子的公式推导 |
| 3.3 数值计算及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 双曲正弦平方-高斯光束通过左手材料的传输特性 |
| 4.1 传输公式 |
| 4.2 光斑尺寸、束腰宽度及其位置、M~2因子的公式推导 |
| 4.3 数值计算及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在校期间的科研成果 |
（3）负折射率介质中的光传特性（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 国内外研究现状 |
| 1.2 选题的意义和研究的内容 |
| 2 负折射率介质的基本性态 |
| 2.1 负折射率介质的基本物理量 |
| 2.1.1 负折射率 |
| 2.1.2 电场(?),磁场(?)，能流密度(?)与波矢(?)的关系 |
| 2.2 光线折射 |
| 2.3 色散关系 |
| 2.4 相速度和群速度 |
| 2.4.1 相速度的概念 |
| 2.4.2 群速度的概念 |
| 2.4.3 相速度和群速度的关系 |
| 3 负折射率介质中的光传特性 |
| 3.1 负折射率介质中能量的传递 |
| 3.2 倏逝波的振幅放大效应 |
| 3.3 Goos-Hanchen效应 |
| 4 负折射率介质内分数频谱的传播 |
| 4.1 常规介质中的分数傅里叶频谱的传播 |
| 4.2 常规介质内分数传递函数 |
| 4.2.1 光学传递函数 |
| 4.2.2 分数光学传递函数 |
| 4.3 负折射率介质中分数频谱的传播 |
| 4.4 负折射率介质内分数传递函数 |
| 5 实验模拟与结论 |
| 5.1 计算机模拟实验 |
| 5.2 结论 |
| 6 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间所发表的论文 |
（4）负折射率介质中厄米—正弦类高斯光束的传输特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 负折射率介质简介及国内外研究现状 |
| 1.2.2 负折射率介质电磁特性的研究现状 |
| 1.2.3 负折射率介质光学性质的研究现状 |
| 1.2.4 光束在负折射率介质传输特性的进展 |
| 1.3 研究内容与意义 |
| 1.4 论文结构 |
| 第二章 理论基础 |
| 2.1 负折射率介质的光学特性 |
| 2.1.1 负折射率介质的负折射性质 |
| 2.1.2 光束通过负折射率材料的聚焦 |
| 2.2 矩阵光学 |
| 2.2.1 变换矩阵 |
| 2.2.2 光学系统的常见变换矩阵 |
| 2.2.3 激光束通过负折射率平板材料的传输矩阵 |
| 2.3 相关光束的介绍 |
| 2.3.1 厄米-余弦-高斯光束 |
| 2.3.2 双曲正弦平方-高斯光束 |
| 第三章 厄米-余弦-高斯光束在负折射率平板材料中的传输特性 |
| 3.1 厄米-余弦-高斯光束的研究现状 |
| 3.2 厄米-余弦-高斯光束通过一阶 ABCD 光学系统的传输公式 |
| 3.3 厄米-余弦-高斯光束通过负折射率平板材料的传输公式 |
| 3.4 数值计算与分析 |
| 3.4.1 厄米-余弦-高斯光束在负折射率平板材料中传输（Ⅱ区） |
| 3.4.2 厄米-余弦-高斯光束通过负折射率平板材料的传输（Ⅲ区） |
| 3.5 对厄米-余弦-高斯光束在负折射率平板材料中及通过负折射率平板材料后的传输比较 |
| 3.6 结论 |
| 第四章 双曲正弦平方-高斯光束通过负折射率平板材料的传输特性 |
| 4.1 双曲正弦平方-高斯光束的研究现状 |
| 4.2 双曲正弦平方-高斯光束通过 ABCD 光学系统的传输 |
| 4.3 双曲正弦平方-高斯光束通过负折射率平板材料的传输公式 |
| 4.4 数值计算及分析 |
| 4.4.1 双曲正弦平方-高斯光束在负折射率平板材料中传输（Ⅱ区） |
| 4.4.2 双曲正弦平方-高斯光束通过负折射率平板材料的传输（Ⅲ区） |
| 4.4.3 双曲正弦平方-高斯光束在负折射率平板材料中及通过负折射率平板材料后的传输比较 |
| 4.5 结论 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 结论总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在校期间的科研成果 |
（5）激光光束通过左手平板材料的传输特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目次 |
| 第一章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 左手介质电磁特性的研究 |
| 1.2.2 左手介质光学特性的研究 |
| 1.2.3 左手介质对光束传输特性的影响 |
| 1.3 研究内容与意义 |
| 1.4 论文结构 |
| 第二章 理论基础 |
| 2.1 矩阵光学 |
| 2.1.1 近轴光学系统的 ABCD 变换矩阵 |
| 2.1.2 ABCD 定律 |
| 2.1.3 几种典型光学系统的 ABCD 矩阵 |
| 2.2 衍射理论体系 |
| 2.2.1 光波的标量衍射理论 |
| 2.2.2 柯林斯公式 |
| 2.3 相关光束的介绍 |
| 2.3.1 余弦高斯光束 |
| 2.3.2 平顶高斯光束 |
| 2.4 左手介质的光学特性 |
| 2.4.1 各向同性左手介质的光学特性 |
| 2.4.2 各向异性左手介质的光学特性 |
| 第三章 余弦高斯光束通过左手平板材料的传输特性 |
| 3.1 余弦高斯光束的研究现状 |
| 3.2 余弦高斯光束通过 ABCD 光学系统的传输 |
| 3.3 余弦高斯光束通过左手平板材料的传输 |
| 3.4 数值计算与分析 |
| 3.4.1 余弦高斯光束在左手介质内部传输时的光强分布 |
| 3.4.2 余弦高斯光束通过左手平板材料的数值分析 |
| 3.5 结论 |
| 第四章 平顶高斯光束通过左手平板材料的传输特性 |
| 4.1 平顶高斯光束的研究现状 |
| 4.2 平顶高斯光束通过 ABCD 光学系统的传输 |
| 4.3 平顶高斯光束通过左手平板材料的传输特性 |
| 4.3.1 平顶高斯光束在自由空间的传输 |
| 4.3.2 平顶高斯光束在左手介质中的传输 |
| 4.3.3 平顶高斯光束通过左手平板材料后的传输 |
| 4.4 数值计算与分析 |
| 4.4.1 平顶高斯光束在左手介质内部的光强分布 |
| 4.4.2 平顶高斯光束通过左手平板材料的光强分布 |
| 4.5 结论 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在校期间科研成果 |
（6）衍射高斯波束分析方法在太赫兹频段的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 准光技术概述 |
| 1.2 准光技术的发展应用 |
| 1.3 本文的主要工作和研究内容 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 第二章 准光系统及准光理论基础 |
| 2.1 准光系统简介 |
| 2.2 高斯波束的传播 |
| 2.3 高斯波束的变换 |
| 2.4 高斯波束的匹配 |
| 2.5 双色器与频率选择表面 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 准光网络系统的分析方法 |
| 3.1 准光系统分析方法概述 |
| 3.2 衍射高斯波束分析方法 |
| 3.3 物理光学法 |
| 3.4 几何光学法 |
| 3.5 其他器件分析方法PMM简介 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 太赫兹波束和高斯波束的耦合特性研究 |
| 4.1 太赫兹辐射波束与高斯波束的相似程度 |
| 4.2 不同喇叭发出的太赫兹波束与高斯波束之间的耦合关系 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 衍射高斯波束分析方法对太赫兹波束传输特性的研究 |
| 5.1 高斯波束的化简 |
| 5.2 高斯波束的衍射 |
| 5.3 高斯波束的反射 |
| 5.4 自由空间传播 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 太赫频段准光网络的设计与仿真 |
| 6.1 准光网络的设计概述 |
| 6.2 基于DGBA算法的SiMatrix软件介绍 |
| 6.3 太赫兹频段单通道准光网络系统的设计 |
| 6.4 单通道准光网络系统的仿真与数据分析 |
| 6.5 太赫兹频段双通道准光网络的设计与仿真 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 总结及未来工作 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
（8）等离子体辐射计准光系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 准光技术概述 |
| 1.2 准光技术的典型应用及国内外发展现状 |
| 1.3 本文的主要工作和研究内容 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 第二章 准光系统基础 |
| 2.1 高斯波束的传播 |
| 2.2 高斯波束的转换 |
| 2.3 高斯波束的截断 |
| 2.4 高斯波束的匹配 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 等离子体辐射计准光系统设计 |
| 3.1 准光系统设计方法概述 |
| 3.2 馈源与高斯模的耦合与设计 |
| 3.3 准光反射面天线设计 |
| 3.3.1 椭球面反射镜设计 |
| 3.3.2 其他类型反射面天线设计 |
| 3.4 等离子体辐射计准光系统设计 |
| 3.4.1 系统概述 |
| 3.4.2 系统设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 等离子体辐射计准光系统仿真 |
| 4.1 准光系统仿真概述 |
| 4.2 DGBA算法及SiMatrix软件介绍 |
| 4.2.1 DGBA算法 |
| 4.2.2 SiMatrix软件介绍 |
| 4.3 物理光学法及GRASP软件介绍 |
| 4.3.1 物理光学法 |
| 4.3.2 GRASP软件 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 数据分析及结论 |
| 5.1 等离子体辐射计准光系统的仿真结果分析 |
| 5.1.1 100GHz时的仿真结果分析 |
| 5.1.2 100～170GHz时的仿真结果分析 |
| 5.2 改变椭球面反射镜直径时的仿真结果分析 |
| 5.3 等离子体辐射计准光系统截获总能量的仿真分析 |
| 5.3.1 椭球面反射镜直径为450mm时的仿真结果分析 |
| 5.3.2 椭球面反射镜直径为180mm时的仿真结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 未来工作 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
（9）等效异向介质的特性与结构研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 异向介质研究背景及意义 |
| 1.2 异向介质的研究进展 |
| 1.3 异向介质的研究方法 |
| 1.4 异向介质的应用 |
| 1.5 本论文的内容安排 |
| 第二章 等效各向同性异向介质左手特性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 异向介质的理论基础 |
| 2.2.1 异向介质的左手性 |
| 2.2.2 异向介质的频率色散特性 |
| 2.2.3 逆Snell定律：负折射 |
| 2.2.4 异向介质平板透镜二次聚焦 |
| 2.2.5 逆多普勒(Doppler)效应 |
| 2.2.6 反切连科夫(Vavilov-Cerenkov)效应和光压效应 |
| 2.2.7 异向介质的Fresnel系数 |
| 2.3 各向同性左/右手材料界面的逆Goos-Hanchen效应 |
| 2.4 各向同性左/右手材料界面线性表面波 |
| 2.5 各向同性异向介质平板波导表面波模式分析 |
| 2.5.1 快波模式的本征模方程及图解法 |
| 2.5.2 慢波模式的本征模方程及图解法 |
| 2.5.3 模式的色散特性 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 等效磁负材料和电负材料特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 单负平板波导模式分析 |
| 3.2.1 单负平板波导模式本征方程与图解法 |
| 3.2.2 单负平板波导模式色散特性分析 |
| 3.2.3 单负介质波导表面波场分布及能流特性 |
| 3.3 双层单负材料结构的透射特性 |
| 3.3.1 平面波入射多层介质结构的理论模型 |
| 3.3.2 单负(SNG)材料双层结构的透射特性 |
| 3.3.3 透射特性数值结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 等效各向异性异向介质特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 电磁波在单轴各向异性异向介质中的左手特性 |
| 4.3 电磁波从各向同性RHM斜入射到UA-LHM时的异常折射与反射 |
| 4.3.1 异常反射与折射条件分析及角度计算 |
| 4.3.2 异常反射与折射数值结果与分析 |
| 4.4 各向异性异向介质表面的Goos-H(a|¨)nchen位移 |
| 4.4.1 各向异性异向介质表面Goos-H(a|¨)nchen位移的计算 |
| 4.4.2 各向异性Goos-H(a|¨)nchen位移数值结果与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 等效非线性异向介质特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 非线性异向介质的构造基础－非线性的产生 |
| 5.3 非线性异向介质中电磁波的传播特性 |
| 5.3.1 异向性材料非线性互相作用的电磁公式 |
| 5.3.2 非线性异向介质中二次谐波特性及曼利－罗关系 |
| 5.3.3 非线性异向介质中的三波耦合方程及曼利－罗关系 |
| 5.3.4 非线性异向介质中的和频波 |
| 5.3.5 非线性异向介质中的差频波 |
| 5.3.6 非线性异向介质中的参量放大 |
| 5.4 非线性异向与非线性右手介质界面的表面波特性 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 三角形异向介质的左手特性与实验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 开口三角形谐振单环特性分析 |
| 6.2.1 开口三角形单环的微波透射特性及其相位 |
| 6.2.2 各种尺寸变化对单环谐振特性的影响 |
| 6.3 开口三角形谐振对环特性分析 |
| 6.4 开口三角形谐振对环参数提取 |
| 6.4.1 等效参数提取方法 |
| 6.4.2 开口三角形对环参数提取 |
| 6.5 棱镜仿真验证 |
| 6.6 能量传输实验 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 结束语 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者已发表或录用的文章及科研情况 |
（10）双负介质的电磁特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状与进展 |
| 1.3 双负介质简介 |
| 1.3.1 实现双负介质的基本结构 |
| 1.3.2 电磁波在双负介质中的传播特性 |
| 1.4 论文的研究内容及主要贡献 |
| 第二章 双负介质单元 SRR 的 FDTD 法模拟与分析 |
| 2.1 FDTD 基本点 |
| 2.1.1 总场-散射场方法的基本理论 |
| 2.1.2 完全匹配单轴介质(UPML)的基本理论 |
| 2.1.3 UPML 的FDTD 迭代公式 |
| 2.2 FDTD 法在波导中的应用 |
| 2.2.1 UPML 在波导中的退化 |
| 2.2.2 波导中总场-散射场方法的实现 |
| 2.2.3 波导中总场-散射场设置的进一步简化 |
| 2.2.4 激励波形的选择及其参数的选取 |
| 2.2.5 电场的时移特性 |
| 2.3 模拟时域波形在波导中的传输和性能检测 |
| 2.3.1 波导的基本模型及网格划分 |
| 2.3.2 波导传输模型性能检测 |
| 2.4 数值模拟与分析 |
| 2.4.1 SRR 基本模型 |
| 2.4.2 SRR 垂直波导轴线情况的模拟及分析 |
| 2.4.3 SRR 平行波导轴线情况的模拟及分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 双负介质电磁参数反演 |
| 3.1 波导中常规介质参数反演的NRW 方法 |
| 3.1.1 反射透射系数的表达式 |
| 3.1.2 由S_(11)、S_(21)确定Γ、Z 的公式 |
| 3.1.3 由Γ?、Z确定μ_(rr)、ε_r 的公式 |
| 3.1.4 相位的确定 |
| 3.1.5 算例 |
| 3.2 波导中双负介质参数反演的修正NRW 方法 |
| 3.2.1 反演公式 |
| 3.2.2 算例 |
| 3.3 TEM 波情况介质参数反演的NRW 方法 |
| 3.3.1 TEM 波和矩形波导中TE_(10)波的比较 |
| 3.3.2 TEM 波介质参数反演公式 |
| 3.3.3 PEC-PMC 波导实现平面波入射 |
| 3.4 三种截断边界对周期化的影响 |
| 3.4.1 三截断边界的理论分析 |
| 3.4.2 实例分析 |
| 3.4.3 间距对周期化的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 新型双负介质的模拟研究 |
| 4.1 谐振频率可调的方形开口谐振环 |
| 4.1.1 基本模型 |
| 4.1.2 SRRs 的模拟与分析 |
| 4.1.3 可调谐振环与金属杆组成的双负介质 |
| 4.2 双开口谐振环的研究 |
| 4.2.1 结构模型 |
| 4.2.2 FDTD 法与CST 的模拟对比 |
| 4.2.3 特性分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 覆盖双负介质的电大尺寸目标的电磁散射 |
| 5.1 双负介质的Drude 模型及FDTD 递推式 |
| 5.1.1 Drude 模型 |
| 5.1.2 ADE-FDTD 方法及其递推式 |
| 5.1.3 Drude 模型双负介质的电磁特性FDTD 分析 |
| 5.2 电大目标尺寸的计算与分析 |
| 5.2.1 并行ADE-FDTD 计算的MPI 平台简介 |
| 5.2.2 并行程序验证 |
| 5.2.3 算例与分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 结束语 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在读期间的研究成果 |
四、高斯波束在异向介质棱镜中的折射（论文参考文献）
- [1]金属/电介质/离子晶体超材料表面波性质研究[D]. 张强. 哈尔滨理工大学, 2019(08)
- [2]复宗量高斯光束通过左手材料的传输特性研究[D]. 龚霞. 四川师范大学, 2017(02)
- [3]负折射率介质中的光传特性[D]. 马丽琴. 山西师范大学, 2016(04)
- [4]负折射率介质中厄米—正弦类高斯光束的传输特性研究[D]. 霍雅洁. 四川师范大学, 2014(12)
- [5]激光光束通过左手平板材料的传输特性研究[D]. 包建勤. 四川师范大学, 2013(05)
- [6]衍射高斯波束分析方法在太赫兹频段的应用[D]. 陈楠. 北京邮电大学, 2013(04)
- [7]多普勒效应和逆多普勒效应的对比研究[A]. 胡金兵,陈家璧,李春霞,刘安平,庄松林. 长三角地区科技论坛激光分论坛暨上海市激光学会2011年学术年会论文集, 2011
- [8]等离子体辐射计准光系统的研究[D]. 吴迪. 北京邮电大学, 2011(09)
- [9]等效异向介质的特性与结构研究[D]. 陈亮. 西安电子科技大学, 2008(07)
- [10]双负介质的电磁特性研究[D]. 张劭. 西安电子科技大学, 2008(01)