鱼网结构的紧凑型太赫兹多频左手材料：超宽带负折射特性

本文档探讨了一种新颖的紧凑型多频段左旋介质（left-handed metamaterial，LHM）在太赫兹（Terahertz，THz）频率范围内的设计与分析。太赫兹频率段对于通信、成像和传感等领域具有重要应用，由于其独特性质如低损耗和高穿透能力，左旋介质因其能提供超材料特性而备受关注。 设计的鱼网状结构是这种多频段LHM的核心，它利用了光子晶体（photonic crystal）原理，通过周期性排列的单元结构来控制电磁波的传播。在正常入射（normal incidence）情况下，该材料在0.48、1.05和1.19 THz这三个特定频率范围内表现出负折射特性，这意味着电磁波会逆向传播，这在光学通信中可以用于信号的高效控制和传输。平行入射（parallel incidence）时，负折射现象同样发生在0.20、0.79和1.13 THz频段，这对于设计能够同时处理多个信号带宽的系统至关重要。 作者们通过数值模拟（simulations）对这种新型设计进行了详尽的验证，确保了在不同入射角度下左旋介质性能的一致性和稳定性。此外，这种紧凑的结构设计使得该材料在实际应用中具有尺寸优势，有利于集成到微电子和光电子设备中，降低了制造成本和复杂度。 研究结果表明，这种鱼网状左旋介质不仅展示了多功能性，还可能为太赫兹频段的通信和成像技术开辟新的可能性。它为设计高性能、小型化的太赫兹器件提供了理论基础，如滤波器、分束器或隐身材料，这些都将在未来的无线通信、医疗诊断和安全检查等场景中发挥关键作用。 本文的工作为理解左旋介质在太赫兹频段的操控机制，以及如何优化其性能和设计提供了重要的科研成果，对于推动太赫兹技术的发展具有积极的推动作用。