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本文介绍了在光子晶体和负折射方向上所做的理论和计算工作。主要由以下三部分组成:
第一章介绍了负折射和左手材料的发展情况,从最初负折射概念的提出,到负介电常数材料,负磁导率材料,左手材料的理论和实验实现,在这一章中略作说明。
第二章介绍了负折射的一个重要应用--完美透镜。完美透镜具有很好的理论和实用价值,可以使用左手材料来制备接近完美透镜的负折射平板透镜。本章的后半部分介绍了基于光子晶体的负折射平板透镜,光子晶体是一种新型的人工合成材料,满足一定条件的光子晶体平板同样可以实现负折射,而且和左手材料相比,其结构更简单,可以容易的加工到更小的尺度,从而实现光学波段的负折射,不过由于光子晶体和左手材料实现负折射的原理不同,其成像分辨率有一定差异。
第三章用FDTD数值模拟方法研究二维光子晶体负折射平板透镜的成像分辨率。首先我们通过改变点光源的相对位置和间距,研究不同方向的成像分辨极限。并且通过和左手材料的实验结果的比较,从理论上分析了成像分辨率差别的原因。然后,我们通过改变光子晶体的空气孔形状,研究不同的结构对于成像分辨率的影响,得到了对称性最高的圆孔结构的成像分辨率最高的结论。