双负材料(Double-negative metamaterials)是指一类具有人工设计的电磁结构，并呈现出自然材料所不具备的超常物理性质的复合材料。双负材料的等效介电常数和磁导率的实部均为负值，具有一些不同寻常的电磁特性，例如负的折射率，反向切伦科夫辐射，反向多普勒效应等。　　切伦科夫辐射在粒子物理，微波电子学和宇宙射线物理等领域有着十分重要的应用。反向切伦科夫辐射因为其反向特性，可以有效地减小粒子检测器的物理干扰，从而提高粒子检测器的灵敏度。通过调控双负材料的等效电磁参数，可以大大减小在双负材料中传输的电磁波的相速，就会大大减小加速电压，从而使得器件小型化。同时，使用聚焦电子束也更容易与电磁波同步，输出功率就能够得到大大提高。因此，我们提出一种新型的微波/毫米波波段的辐射源。　　本文主要研究带电粒子注在部分填充双负材料的圆波导中运动时产生反向切伦科夫辐射的物理机理，提出一种能够增强反向切伦科夫辐射的方案，为实验验证反向切伦科夫辐射和研制高功率辐射源提供理论基础；其次，研究了单带电粒子通过无界的平板型双负材料上半平面时产生的表面波的物理机理，分析能够增强表面波的方法，为发展一种新型的太赫兹高功率源提供理论基础。本论文的组织情况如下：　　第一章，主要介绍了双负材料和反向切伦科夫辐射的基本概念、发展及应用。　　第二章，详细阐述了在全部填充和部分填充各向异性双负材料的圆波导中由单带电粒子运动激发的反向切伦科夫辐射。　　第三章，主要研究了带电粒子注在部分填充双负材料的圆波导中运动时产生的反向切伦科夫辐射，提出增强反向切伦科夫辐射的有效方法。　　第四章，研究了单带电粒子通过无界的平板型双负材料上方时激发的电磁辐射。在双负材料中依然会产生反向切伦科夫辐射，并且在真空中的表面波幅度相对于常规介质材料的情形有明显增强。　　第五章，总结了全文的工作和下一步工作计划。