光学与声学超材料器件的吸收与散射

【摘要】在光学和声学领域中，吸收与散射一直是研究的热点。在光学中人们已经提出了用相干完美吸收体的方法吸收电磁波。相干完美吸收是相干光在吸收体内发生干涉效应的过程，也是产生激光的一个逆过程。这种吸收体完美地吸收掉所有入射的光波。由于相干完美吸收体对材料的电磁参数要求很高，特定的材料才能制备出相干完美吸收体。相干完美吸收体只能实现单一频率的吸收。最近，人们提出了一种人工复合材料——超材料。从理论上讲，调控结构单元能得到任意的电磁参数。这种特性与相干完美吸收体的独特设计要求相符合，这就使得超材料成为构建相干完美吸收体的理想材料。类似于光波，声波的吸收也是一个重要的、有意义的科学问题，它具有非常广泛的应用价值。在本文中，着重介绍如何用超材料构建的吸收体实现对声波的相干完美吸收，进一步探讨了实现宽频吸收的可能性。本文的主要安排如下：第一章，目前本课题的研究背景。简单地介绍了光学、声学中吸收与散射的研究进展以及超材料在其中的应用等第二章，吸收与散射光波的研究。主要介绍了相干完美光学吸收体的发展过程，以及光学超材料的原理。电磁超材料在满足相干完美吸收条件时可以吸收宽频光波。第三章，吸收与散射声波的研究。声学超材料有着与光学超材料类似的性质。借助光学与声学的波动方程的相似性，实现了声波的相干完美吸收。第四章，吸收宽频声波的探讨。基于洛伦兹模型，研究特殊色散的声学超材料实现宽频相干完美吸收的可行性。
【作者】宋锦章；
【导师】赖耘；
【作者基本信息】苏州大学，光学，2014，硕士
【关键词】超材料；声学超材料；相干完美吸收体；声学吸收；

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