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磁电超材料折射率特性分析
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O343.1[理学—固体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]南昌航空大学,南昌330063, [2]电子科技大学应用物理研究所,成都610054
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:60971029,61271028)资助的课题
中文摘要:

基于麦克斯韦旋度方程,将磁电超材料板中的电元件和磁元件分别等效为面电流和面磁流,通过计算这些周期性面电流和面磁流在某个磁电超材料板上产生的总电场和总磁场,获得了关于面磁流密度和面电流密度的两个方程,进而推导出了周期性磁电超材料折射率与磁元件的磁导率、电元件的介电常数和空间色散项之间关系的解析公式.与传统的折射率计算公式不同,该解析公式充分考虑到了空间色散以及磁电超材料的电元件和磁元件的相互作用.折射率理论曲线和基于仿真实验数据的提取值曲线能很好地符合,这说明文中推导的折射率公式能够正确地描述磁电超材料的负折射特性.本文的结果将为分析电磁元件之间的相互作用以及设计负折射率符合一定要求的磁电超材料提供重要的理论参考.

英文摘要:

Based on Maxwell's curl equations, the electric component and the magnetic component in magnetoelectric metamaterial plate are equivalent to the surface electric current and the surface magnetic current respectively. By calculating the total electric field and the total magnetic field in a magnetoelectric metamaterial plate generated by these periodic surface electric currents and magnetic currents, we obtain two equations about the surface current density and the surface magnetic current density, and thus deduce the analytical formulas for relationship between the refractive index of periodic magnetoelectric metamaterial and permeability of the magnetic component, and that between permittivity of the electric component and spatial dispersion. Unlike traditional index formula, the analytical formulas fully consider the spatial dispersion and the interaction of the electrical component and the magnetic component. The theoretical curves for refractive index are found to be in good agreement with the retrieval curves from simulation data, which shows that the analytical formulas for the refractive index can correctly describe the negative refraction characteristics of the magnetoelectric metamaterials. Our work will provide important theoretical reference for researchers to analyze interaction between electromagnetic components and to design magnetoelectric metamaterials with negative refractive indexes which meet certain requirements.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876