具有特效导波模式的左手材料波导设计

通过转移矩阵方法理论,研究含左手材料平板波导导波模式与表面波的特性,结果表明:在TE极化情况下,当包裹层为金属-芯层为左手材料的三层平板波导满足波导导行条件时,导波层能承载新功能的导波模式,即不存在TE0模;在特殊条件下存在TE1模,而且这导波模式与电磁波频率、材料的介电常数和磁导率密切相关;当不满足波导导行条件时,三层平板波导的三个区域出现不同指数规律衰减的表面波,当导波系数与导波层厚度的乘积为2.1π时,不同模式的表面波将趋向一致.模系数m的奇偶性对导波模式和表面波的能流分布有着显著的影响.利用包裹层为金属-芯层为左手材料三层平板波导的导波模式、表面波和能流分布的奇异特性,可以实现特效导波模式的波导器件,为波导实际设计和应用提供了理论参考.     

含单负材料对称三层平板波导的模式特性

由电磁场的波动方程和边界条件建立了单负材料作为芯层的对称三层平板波导的模式本征方程,用图解法研究其色散特性。研究发现,单负介质波导不支持快波的传播,只支持表面波的传播。在负磁材料平板波导中只存在TE表面模,不存在TM表面模。分析了在负磁材料平板波导中TE模受磁导率的比值-μ2／μ1和波导参数的影响,给出了横向场分布图。在-μ2/μ1〈1时,偶对称只有TE0表面模存在,奇对称只有TE1表面模存在,高阶模式并不存在,且两种模式都没有低频截止;-μ2/μ1〉1时,TE1表面模始终不出现;TE0模的存在与否和波导参数有关,在一定条件下TE0模可出现双模并存。给出的结果可望对表面波器件的设计提供理论基础。     

左手系材料对称平板结构中的波导模

考虑由左手系材料作覆层衬底的对称波导系统,研究了TE线性极化波在该波导中的传播特性.利用直接图解法对各种波导模式进行了详细地判别,结果表明快波、慢波均可以在该波导中传播,两者的模式特征与传统介电波导及左手波导均存在较大差异.分析了导波的色散关系并定性地讨论了群速度随频率的变化规律.揭示了在一定条件下,该波导系统既可以支持前向线性TE波的传播也可以支持反向线性TE波的传播,且支持低阶快波偶模式和慢波奇模式传播的频率段相对狭窄.     

对称单负材料平面波导的波导模

基于经典电磁理论建立了芯层为单负材料的对称三层平板波导的导波方程,采用图解法研究了该波导中的TE和TM波导模,分析了TE波导模和TM波导模会受波导参数μ1/μ2和R的影响,给出TE模和TM模解的横向场分布图.结果显示,在单负材料的对称三层平板波导中只存在慢波导模,TE慢波模只能在磁负材料中传播,TM慢波模只能在电负材料...     

天线馈电与馈电设备

0632385左手系材料对称平板结构中的波导模[刊,中]／王兴林／／量子电子学报．-2006,23(5)．-719-724(L)考虑由左手系材料作覆层衬底的对称波导系统,研究了TE线性极化波在该波导中的传播特性。利用直接图解法对各种波导模式进行了详细地判别．结果表明快波、慢波均可以在该波导中传播。两者的模式特征与传统介电波导及左手波导均存在较大差异。分析了导波的色散关系并定性地讨论了群速度随频率的变化规律。揭示了在一定条件下,该波导系统既可以支持前向线性TE波的传播也可以支持反向线性TE波的传播,且支持低阶快波偶模式和慢波奇模式传播的频率段相对狭窄。参13     

金属包覆的反铁磁平板波导

本文分析了金属包覆的反铁磁波导的导波特性，结果表明在一定的频段内，波导只能传播ＴＭ表面波，当波导芯层厚度大于ｄ０时，其中的一段频段内ＴＭ表面波截止。揭示了运用半导体包覆的反铁磁波导在远红外波段有可能实现光控相移和选频等功能。     

声表面波飞机结冰传感器灵敏度及实验研究

声表面波飞机结冰传感器有望用于飞机结冰预测,其通过Love波的激发和在导波层中的传播变化,来敏感导波层表面冰的厚度及状态变化,而导波层的厚度对声表面波结冰传感器灵敏度具有重要影响.在学者Zimmermann的理论基础上,根据声表面波结冰传感器实际结构,计算得到导波层厚度对灵敏度影响的特性.通过对SiO2导波层及ST90°石英晶体压电材料进行实例计算,得其厚度在9.6 μm处灵敏度最高,并通过实验对0.004 2 m厚的冰层进行实验,得到冰层中Love波的传播速度,与理论计算吻合.     

金属包覆的反铁磁平波导

本文分析了金属包覆的反铁磁波导的导波特性，结果表明有一定的频段内，波导只能传播ＴＭ表面波，当波导芯层厚度大于ｄ０时，其中的一段频段内ＴＭ表面波截止；揭示了运用半导体包覆的反铁磁波导在远红外波段有可能实现光控相移和选频等功能。     

部分填充手征负折射率介质的平行板波导

部分填充手征负折射率介质的平行板波导中电磁波传输的导模特性进行了研究,给出了导模的场分布公式,推导出导模的特征方程.数值计算了导模的色散特性曲线、功率曲线和能流分布,探讨了手征负折射率介质层的厚度、手征参数等对导模特性的影响,发现了导模的一些奇异特性,如存在表面波模、功率流动方向与相位传播方向相反的后向波、功率储存、传播常数三值、模式交叉等现象,还发现此波导中存在电磁波传播的禁带.     

左手材料空心平板波导的表面模

详细研究了衬底或者覆盖层是左手材料两种情况下,空心平板波导中的表面模.引入归一化频率、归一化传播常数和非对称量等参数,得到用归一化参数表示的色散关系.用解析法计算了色散曲线,结果表明,材料参数对左手材料空心平板波导色散特性的影响很大.有的情况下只有表面TE1模存在,有的情况下只有表面TE0模存在,而有的情况下表面TE0模和表面TE1模都存在.分别讨论了TE表面模和TM表面模.