王国旭，梁斌明

（上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093）

引 言

Veselago于1968年首次提出“负折射”的概念[1]，并理论预测在这种负折射材料中，电场、磁场、波矢方向不再符合传统材料的右手法则，而是遵守左手法则，因而这种材料又被称为“左手材料”，并预测在介电常数ε和磁导率μ同时为负的材料中，将产生负折射现象。2000年，Smith等[2]通过调整金属棒阵列和开口谐振环参数，实现了同时拥有负介电常数ε和负磁导率μ的材料，立下了人工电磁超材料的里程碑。英国科学家Pendry于2000年理论上预测，利用折射率为-1的平板“超透镜”可以对倏逝场的振幅进行放大[3]，从而实现超越衍射极限的完美成像，引起了“超透镜”的研究热潮[4-6]。Bang等报道了利用垂直叠层金属-介质多层膜结构实现可见光波段宽带负折射的方法。这种结构利用了组成金属和介电材料的特性，不需要共振来实现负折射[7]。Shen等[8]发现在二维方晶格声子晶体中，第二能带频率范围也存在小的负折射率，这可以用来实现声波的准直和增强，而且在第三波段，可能同时发生负折射、零折射、正折射，为负折射研究拓广了研究领域。Zhang等[9]提出了一种新型结构材料—双曲超材料，因其色散曲线为双曲形而得名。对于色散曲线为双曲线的各向异性超材料，介电常数在某一方向上可能呈现出负值，同时这种材料为非磁性材料，这样即可能对某一频率的电磁波表现出负折射现象。

光子晶体的概念首先由John和Yablonovitch在1987年提出……