有效介质理论（Effective Medium Theory,EMT）是一种形式简单、应用广泛的均质化理论,它对于复合材料的性能预测起到了极大的作用。Maxwell-Garnett有效介质理论（Maxwell-Garnett Effective Medium Theory）是该理论的重要组成部分。全介电复合材料在深度亚波长的情况下因处于准静态而严格遵循Maxwell-Garnett有效介质理论。然而,本论文的工作证明了深度亚波长下Maxwell-Garnett有效介质理论可能由于电介质结构中倏逝场的存在而变得不再适用。通过研究二维和三维的非均质电介质复合材料,我们发现局域的倏逝场通常产生在电介质的不均匀性附近。当微小的吸收性成分放置在此处时,整个复合材料的吸收和透射将显示出对吸收性成分所在位置的强烈依赖性。Maxwell-Garnett有效介质理论无法预测这种与位置相关的特性,因为倏逝场在该理论中被平均化了。通过考虑倏逝场的分布,我们对Maxwell-Garnett理论进行了修正,使得位置相关的特性变得可以预测。除了研究Maxwell-Garnett理论的失效以外,我们还揭示了在深度亚波长范围内由于局部电场强度极低而引起的“隐形”吸收。本论文的工作提供了一条在不改变复合材料组成结构的前提下控制复合材料宏观特性的途径,这是传统的Maxwell-Garnett有效介质理论所无法解释的。本文分为五章,主要内容安排如下:第一章绪论。介绍了超材料的含义与发展状况,并着重介绍了本论文所涉及的有效介质方法的来源与主要组成理论,详细介绍了本论文所研究的Maxwell-Garnett有效介质理论及相关公式。第二章Maxwell-Garnett有效介质理论的失效。在这一章中主要介绍了由介质非均匀性引起的倏逝场对Maxwell-Garnett有效介质理论的准确性的影响,并分析其原因。第三章传统Maxwell-Garnett有效介质理论的修正。本章是基于第二章Maxwell-Garnett有效介质理论出现的问题,依据非均匀介质内的电场分布对Maxwell-Garnett有效介质理论进行相应的修正,并给出详细的推导过程。第四章Maxwell-Garnett修正公式的模拟验证。本章中对第三章提出的修正后的Maxwell-Garnett有效介质理论进行准确性的验证。通过在二维和三维情况下设计不同的复合介电结构,在有限元分析软件COMSOL Multiphysics中进行模拟验证,并最终证明我们所提出的修正公式的准确度很高。第五章总结与讨论。本章中总结了本论文研究工作的结果及其科研价值,并对结果做出讨论。