有源超常材料的研究及应用

丁红梅

（电子科技大学 物理电子学院，四川 成都 610054）

超常材料指一些具有人工设计的亚波长结构，并呈现出自然材料所不具备的超常物理性质的复合材料，主要包括光子晶体、左手材料、超磁性材料等[1]。超常材料最初在微波段实现，随着纳米光刻技术和亚波长成像技术的发展，在红外和光学波段也已经实现了负折射现象。超常材料的出现为经典电磁理论开辟了崭新的研究空间，并在卫星通信、移动通信、雷达、武器、微电子、超分辨率成像和医学成像等领域得到迅速发展。

常规无源超常材料（Passive Metamaterials）的共振特性通常具有强色散、窄带宽等缺点，尤其在高频段更为突出，因而超常材料的研究应用受到了限制。实现超常材料的低损耗、高效率、宽频段工作，已经成为了该领域的研究热点。超常材料实现电磁响应的中心频率主要由微结构单元的形状和排列方式决定，而非材料的本征属性，人们发现通过有意识地改变构成微结构本身及其介质环境可以实现动态可调、增加超常材料工作的频带范围与响应强度，并把具有宽频带、低耗散、动态可调性能的超常材料称为有源超常材料（Active Metamaterials）。有源超常材料的实现与迅速发展为超常材料的研究应用带来新的曙光。论文对当前国内外有源超常材料在各频段的研究进展及应用进行了如下综述。

1 有源超常材料的研究及应用

超常材料所展现出的超常物理现象如隐身衣、超透镜、负折射率等极具诱惑性，超常材料在各频段的成功实现，进一步鼓舞了人们对超常材料的研究热情。……