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《哈尔滨工程大学》 2010年
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电磁超材料非线性特性理论研究

武立华  
【摘要】:电磁超材料(Metamaterials)是近几年提出的一种新型人工材料,其特征是其结构单元的尺寸远小于与其作用的电磁波的波长。非线性电磁超材料是电磁超材料的重要组成部分。若要实现电磁超材料材料特性的可控性,就必须对电磁超材料的非线性特性进行系统研究。本论文主要研究了嵌入在非线性介质中的由金属线和裂环谐振器构成的电磁超材料的非线性特性。创新工作如下: 计算了二维电磁超材料的有效介电常数对外场强度的非线性响应。推导了三维电磁超材料在有互感情况下有效磁导率的表达式,通过计算有效磁导率对外场强度的变化关系说明该结构非线性磁响应在有互感和无互感情况下的重大差异。在同时考虑介电常数的非线性特性情况下讨论了这种结构的属性在右手材料、电单负材料与磁单负材料之间转换,同时给出控制该结构属性的方法。 基于非线性电磁理论,推导了无耗非线性电磁超材料中的双光子吸收和受激拉曼散射过程的耦合波方程及Manley-Rowe关系。数值计算了双光子吸收过程和受激拉曼散射过程两束光的能量变化过程及其空间分布,以此为基础,讨论在电磁超材料中产生这两个三阶非线性效应的条件。 研究了在各向异性材料与电磁超材料界面上的非线性TE极化波。推导了非线性TE表面波传播常数的色散关系,计算了能流密度随入射波频率和强度的变化关系,讨论了前向波和后向波的存在条件,根据能流密度变化特点提出该界面在实际中的潜在应用。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:O441.4

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 董焱章;贴片型左手超材料的传输性能分析和构型设计优化[D];大连理工大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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8 陈光平;祝恒江;;用对称性原理研究相对论多普勒效应[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2008年06期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王传礼;丁凡;许贤良;彭天好;;伺服阀用超磁致伸缩转换器驱动磁场的有限元分析[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 周小丽;毕红;;磁性Fe3O4纳米线的合成与磁性能研究[A];安徽省第五届“兴皖之光”青年学术年会论文集(理科卷)[C];2005年
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6 涂国荣;杜光旭;周晓华;党海军;王武尚;;纳米多晶铁纤维中试技术研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(8)[C];2007年
7 陈登明;孙建春;朱光俊;周安若;;冷却方式对1J50组织和性能的影响[A];2009中国功能材料科技与产业高层论坛论文集[C];2009年
8 杨薇;崔春翔;孙继兵;胡冰;;Sm_2Fe_(17)N_x/Fe_3Pt/α-Fe纳米复合永磁材料的制备及磁性能的研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第3分册)[C];2010年
9 李阳;赖欣;高道江;毕剑;赁敦敏;;NH_3·H_2O共沉淀法制备尖晶石型Co_xZn_(1-x)Fe_2O_4纳米晶[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第4分册)[C];2010年
10 曾庆衿;韩粤生;;探讨用射流和红外谐振分解汽车废气的方法[A];第十二届全国红外加热暨红外医学发展研讨会论文及论文摘要集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李德华;光整流产生THz辐射及其转换效率的研究[D];山东科技大学;2010年
2 刘德铸;声学多普勒流速测量关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 王成;单轴各向异性左手材料的特性研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 燕保荣;电磁波与低维固体表面等离体子相互作用的研究[D];华中科技大学;2010年
5 赵军伟;光学超晶格中耦合物理效应的研究[D];南京大学;2011年
6 吴连斌;有机硅/噻唑金属配合物的设计合成与磁性能研究[D];浙江大学;2010年
7 聂勇;新型可编程电液比例控制器关键技术研究[D];浙江大学;2010年
8 张熙;II-VI族半导体耦合/复合低维结构光学非线性[D];武汉大学;2009年
9 沈云;微纳结构光学微腔中的光学双稳与耦合慢光传输[D];武汉大学;2009年
10 高敬伟;多形态聚吡咯的制备与吸波性能研究[D];东华大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨青;La-Sr-Fe-Mn-O体系化合物及Pr-K-Fe-Mo-O体系化合物的合成及表征[D];河北大学;2007年
2 魏星斌;中红外PPLN光参量振荡技术研究[D];中国工程物理研究院;2010年
3 张婷婷;单池双光束布里渊散射放大研究[D];南昌航空大学;2010年
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5 沙鹏;半导体泵浦高重频绿光激光器研究[D];长春理工大学;2010年
6 毛晓靖;电流体动力学(EHD)空气泵的多物理场建模与数值仿真[D];浙江理工大学;2010年
7 杨华;基于FPGA的测频技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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9 肖鸿;异向介质基本结构分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 史鹏飞;新型左手材料结构设计及电磁特性研究[D];大连理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王海侠;杨晨;吕英华;张洪欣;;工字开口环型左手单元结构设计与分析[J];滨州学院学报;2010年06期
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3 杨成福;黄铭;杨晶晶;印金国;彭金辉;;基于超材料的正多边形电磁波聚焦器设计[J];电子与信息学报;2010年10期
4 周济;;Metamaterials(超材料)与天然材料的融合[J];功能材料信息;2012年01期
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6 李佳玉;宣益民;李强;;颗粒球复合材料负折射象影响因素分析[J];中国科学:技术科学;2012年06期
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8 顾超;屈绍波;裴志斌;徐卓;林宝勤;马华;柏鹏;彭卫东;周航;;基于平行金属线的太赫兹准全向超材料吸波体[J];中国科学:物理学 力学 天文学;2011年03期
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10 李智慧,唐靖宇,张伦;有限积分理论(FIT)及其在腔体计算中的应用[J];强激光与粒子束;2002年01期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 张振辉;基于Metamaterials的吸波体与滤波器理论研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
2 陈亮;等效异向介质的特性与结构研究[D];西安电子科技大学;2008年
3 许卫锴;左手材料微结构构型设计优化[D];大连理工大学;2010年
4 张辉;超常介质的电磁特性及其应用研究[D];国防科学技术大学;2009年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨娟,梁昌洪;平面波在双负和双正参数媒质界面的反射与折射[J];电波科学学报;2005年03期
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杨娟;二维光子晶体及左手媒质研究[D];西安电子科技大学;2005年
【相似文献】
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1 李悬雷;刘长军;;一种基于介质谐振器的新型电磁超材料[J];信息与电子工程;2010年04期
2 廖梦婷;朱守正;;隐形斗篷的研究[J];信息技术;2011年07期
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6 周航;裴志斌;彭卫东;柏鹏;张介秋;屈绍波;;零折射率超材料对喇叭天线波前相位的改善[J];空军工程大学学报(自然科学版);2010年06期
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2 蔡小兵;胡更开;;超材料性质及功能的实验研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
3 周济;;Metamaterials(超材料)与天然材料的融合[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第5分册)[C];2010年
4 沈晓鹏;崔铁军;叶建祥;;双波段超材料吸收器[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
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1 陈曦;超材料的电磁特性与应用研究[D];国防科学技术大学;2013年
2 何应然;人工电磁超材料波导的物理特性及其在光子器件上的应用[D];浙江大学;2013年
3 高东宝;基于声学超材料的新型隔声技术研究[D];国防科学技术大学;2013年
4 徐亚东;用超材料操控波导中电磁波的传播[D];苏州大学;2014年
5 庞旭东;基于超材料的变换电磁学器件在隐身和散射问题上的应用与分析[D];华东师范大学;2013年
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7 程登木;新型中红外超材料设计及其电磁性能研究[D];电子科技大学;2013年
8 许卫锴;左手材料微结构构型设计优化[D];大连理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 邓启敏;基于谐振腔原理的超材料微传感研究[D];兰州大学;2014年
3 谢立云;基于手征结构超材料电磁波极化调控的研究[D];华中师范大学;2014年
4 冯潇祎;一个基于金属超材料的微波段变换光学器件研制[D];苏州大学;2014年
5 张远铭;宽带超材料覆层高增益天线的研究[D];西安电子科技大学;2014年
6 梁文娟;基于超材料的WGM及平板复合型波导传输特性的研究[D];兰州大学;2014年
7 毛福春;微波段OAM发生及传输过程模拟[D];云南大学;2014年
8 杨悦;频率选择表面吸波复合材料和结构的有限元分析及设计[D];北京交通大学;2007年
9 郭智;基于电磁超材料的微波天线的研究[D];电子科技大学;2013年
10 李亚林;二维超材料电磁特性及其典型器件设计[D];云南大学;2012年
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