基于含磁光缺陷的零折射率超材料的可调波导
2021-08-10王勇幸
江苏科技大学学报(自然科学版) 2021年3期
关键词:磁场
王勇幸
(江苏科技大学 公共教育学院,张家港 215006)
零折射率超材料,因其独特的性质,例如隧穿效应[1]、高指向辐射效应[2]以及相位剪裁效应[3]一直以来成为研究者们关注的焦点.零折射率超材料分为介电常数近零材料(epsilon-near-zero,ENZ)、磁导率近零材料(mu-near-zero,MNZ)以及指数近零超材料(index-near-zero,INZ),即介电常数和磁导率同时近零的材料.在零折射率超材料中,引入适当的缺陷会显著地改变其透射性质,并且,其透射性质和缺陷性质的关系可以很方便地解析研究.INZ具有和空气匹配的阻抗,因而具有很好的透射性能.然而若在INZ中引入缺陷,其透射性质就完全取决于缺陷的性质,通过改变缺陷的光学参数以及几何尺寸,就能实现透射率的调控[4-8].而对于ENZ或MNZ,它们的阻抗和空气不匹配,因而它们的透射率很低,但如果在ENZ或MNZ中引入合适的缺陷,利用电磁波在缺陷中的共振,甚至也能获得全透射[6-11].因此无论是INZ还是ENZ或MNZ,均可以通过加入适当的缺陷来实现透射率的调控,这些缺陷的光学参数必须是可被调控的.然而,到目前为止,少有研究者提出利用可调缺陷调节零折射率材料的透射性质的具体方案.文中提出在零折射率材料构建的波导中嵌入用磁光材料构成的缺陷,通过外加磁场来调节磁光缺陷的有效介电常数,从而实现零折射率材料所构建的波导透射性质的调控.在磁光缺陷发生旋磁共振时,磁光缺陷随着外加磁场会发生急剧的变化,使得零折射率材料波导的透射……
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