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用变换光学设计各向同性材料下的弯曲波导

作　者: 吴晓炯
导　师: 林志方
学　校: 复旦大学
专　业: 理论物理
关键词: 变换光学各向同性材料弯曲波导电磁性质各向异性材料电磁介质空间变换笛卡尔空间磁材料简化方法有效介质理论坐标变换隐身衣材料性质笛卡尔坐标系等价的空间坐标变换方程电磁波计算机模拟
分类号: O431.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文基于变换光学和有效介质理论,设计了一种简化各向异性材料弯曲波导的方法。在这种方法里,我们只需要三种各向同性的材料就能使入射波光滑地在弯曲波导中传播并产生很小的失真。变换光学的原理是说,在考虑任意空间变换下的电磁介质性质(∈,μ)时,我们通常是保持介质电磁性质不变,而把空间坐标做变换来实现。但是当我们从另一个角度出发,把空间变换看成空间坐标系不变,而把材料电磁性质(∈,μ)做变换时,同样的效果也能实现。也就是说,这两种变换是等价的。基于这种理论,我们就能在笛卡尔空间任意操控电磁场,其中,一个最著名的例子就是隐身衣了。但是其中有一个问题在当今技术下无法很好的解决,由于对于电磁材料性质做变换时,在空间每个点有独立的∈和μ,这是人们无法在现实中无法得到的。事实上,人们能得到的电磁材料是非常有限的,这对变换光学走向实验和应用带来了很大的困难。本文给出的简化方法恰恰是变换光学走向应用的先驱工作,由于各向同性材料在自然界中很容易获得,所以就大大地降低了实验的难度。在随后的数值模拟中,我们可以清晰地看到其简化结构的效果和各向异性材料的情况符合的很好。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
1 引言  6-8
2 理论部分  8-17
  2.1 引言  8
  2.2 变换光学理论基础  8-12
  2.3 球坐标系的变换光学  12-14
  2.4 2D简化波导  14-17
3 计算机模拟  17-19
  3.1 结构设计  17-19
4 总结  19-20
References  20-23
5 论文发表情况  23-24
附图  24-29
6 致谢  29-30

用变换光学设计各向同性材料下的弯曲波导

内容摘要

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