基于介質諧振器原理的左手材料設計

1、 物 理 學 報 Acta Phys Sin Vol 60 ，No 7 （ 2011 ） 074201 圖5 （ a ） 基于矢量網絡分析儀的測試系統(tǒng)； （ b ） 測試樣品 圖6 （ a） ， （ c） ， （ e ） 分別是樣品 1 ， （ d） ， （ f ） 分別是計算得到的樣品 1 ， 樣品 2 ， 樣品 3 測得的 S 21 參數； （ b ） ， 樣品 2 ， 樣品 3 的 等效參數 074201-6 物 理 學 報 Acta Phys Sin Vol 60 ，No 7 （ 2011 ） 074201 料的方法， 通 過 模 擬， 分析了其電諧振和磁諧振的 5. 結 論 通過 將

2、 不 同 介 電 常 數 的 介 質 柱 進 行 組 合， 使 來源， 二者電諧 振 和 磁 諧 振 的 頻 率 點 重 合 從 而 實 現(xiàn) 左 手 通帶 利用高介 電 常 數， 低損耗的陶瓷進行樣品制 證實了其可以實現(xiàn)左手通帶的特性 作并測試， 通過介 質 諧 振 器 理 論 對 介 質 柱 中 出 現(xiàn) 的 諧 振 找到 了 一 種 新 的 分 析 全 介 質 左 手 材 模式進行分析， 1 2 3 4 5 6 7 8 Veselago V G 1968 Phys Usp 10 509 Smith D R ，Padilla W J ，Vier D C ，Nemat-Nasser S C ，S

3、chultz S 2000 Phys Rev Lett 84 4184 Pendry J B ，Holden A J ，Robbins D J ，Stewart W J 1999 IEEE Trans Microw Theory Tech 47 2075 Xi S ， Chen H ， Wu B I ， Kong J A 2008 Progress in Electromagnetics Research 84 279 Ran L ， Huangfu J ，Chen H ，Zhang X ，Cheng K ，Grzegorczyk T M ，Kong J A 2005 Progress in

4、Electromagnetics Research 51 249 Yang Y M ，Qu S B 2009 Acta Phys Sin 58 1031 （ in Chinese ） 楊一鳴 、 屈紹波 2009 物理學報 58 1031 Zhao S C ，Liu Z D ， Wu Q X 2010 Chin Phys B 19 014211 Ma H ，Qu S B ，Xie F ，Xu Z ，Zhang S 2009 Acta Phys Sin 58 3961 （ in Chinese） 馬 華、 屈 紹 波、 謝 峰、 徐 卓、 張 松 2009 物理學報 58 3961 11 Ven

5、dik O G ， Gashinova M S 2004 Artificial 2004 Microwave Conference ，34th European 3 1209 12 Zhao Q ，Du B ，Kang L ，Zhao H J ，Xie Q ，Li B ，Zhang X ， Zhou J ，Li L T ，Meng Y G 2008 Appl Phys Lett 92 051106 13 Xu F ，Bai Y ，Qiao L J ，Zhao H J ，Zhou J 2009 Appl Phys Lett 95 114104 14 Bohren C F ， Huffman D

6、R 1983 Absorption and Scattering of Light by Small Particles ，Wiley-Interscience ，New York 15 Sihvola A 1999 Electromagnetic Mixing Formulas Series 47 and （ The Applications ， IEE 1999 ） 16 Darko Kajfez ，Pierre Guillon 1998 Dielectric Resonators second edition （ Atlanta ： Noble Publishing Corporatio

7、n ） p9 17 Chen X D ， Tomasz M ， Wu B I ， Pacheco J ， Kong J A 2004 Phys Rev E 70 016608 18 Akram Ahmadi ，Hossein Mosallaei 2008 Phy Rev B 77 045104 19 Smith D R ，Schultz S ，Markos P ，Soukoulis C M 2010 Phys Rev B 65 195104 Electromagnetic Waves Institution of Electrical Engineers ， Stevenage ， Herts

8、 ， UK ， 9 Wang J F ， Qu S B ，Ma H ，Xu Z ，Yang Y M ，Zhang J Q 2008 Acta Phys Sin 57 5015 （ in China ） 10 Holloway C L ，Kuester E F ，Baker-Jarvis J ，Kabos P 2003 IEEE Trans Antennas Propag 51 2596 074201-7 物 理 學 報 Acta Phys Sin Vol 60 ，No 7 （ 2011 ） 074201 Alldielectric lefthanded metamaterial design

9、based * on dielectric resonator theory Yang Yi-Ying 1） Qu Shao-Bo 3） 1） 2） 3） Wang Jia-Fu Xia Song 2） 1） Zhao Jing-Bo 2） 1） Bai Peng Li Zhe Xu Zhuo 1 ） （ Science College ，Air Force Engineering University ，Xi'an 710051 ，China ） 710049 ，China ） 710051 ，China ） 2 ） （ Electronic Materials Research L

10、aboratory ，Key Laboratory of the Ministry of Education ，Xi'an Jiaotong University ，Xi'an 3 ） （ Synthetic Electronic Information System Research Department ，Air Force Engineering University ，Xi'an （ Received 5 August 2010 ； revised manuscript received 6 September 2010 ） Abstract By analyz

11、ing dielectric cube with high permittivity based on dielectric resonator theory ， a new approach to the analyzing of left-handed metamaterials simultaneously with negative permittivity and negative permeability is proposed The approach indicates that dipoles with Lorentz-type resonance electromagnet

12、ic responses can realize negative effective parameters in their negative resonant region The dipole originates from standing wave in high permittivity dielectric cube By combining electric dipole with magnetic dipole together ，the interaction between two kinds of dipoles will destroy the standing wa

13、ve and realize a left-handed passband Numerical simulations indicate that by combining dielectric cubes with same sizes but different permittivities together ，the electric resonant frequency and the magnetic resonant frequency can be coincident Finally ， experiments are carried out to verify the feasibility of all-dielectric left-handed metamaterial constructed by this means Keywords ： all-dielectric metamaterial ，dielectric resonator ，electric dipole ，magnetic dipole PACS ： 42 70 Nq ，78 20 Ci ，76 20 + q ，7