论文摘要
自从2006年变换光学提出以来,人们按照自己的想法自由设计光的行走路径。变换光学通过推导坐标变换得到材料的电磁参数,超构材料逐渐成熟的发展更是促成了变换光学的繁荣。在过去的十几年里,人们依据变换光学在理论上设计出大量拥有强大功能的光学器件,如隐形器件、旋转器件和光学幻像装置等。在实际实验中,科研工作者们会引入简化的材料参数以便制造,例如在微波段实现的隐形器件和旋转器件等,但在材料参数简化后,隐形和旋转的完美特性也受到了一定的影响。如何利用变换光学设计能量集中器,也是一个重要课题。在本论文中,我们主要聚焦两个设计,一是基于法布里-珀罗共振机制的完美隐形集中器,二是基于变换光学的旋转黑洞模拟器件,从应用和基础两方面进行探讨。主要研究内容如下:（1）我们从麦克斯韦方程组出发,在理论上设计了一个具有简化材料参数的二维完美隐形集中器。我们知道法布里-珀罗共振的特性是当入射光的波长满足其共振条件时,其透射频谱会出现高峰值,对应着高透射率,根据这个原理设计的集中器在法布里-珀罗共振的频率点下不会产生散射。同时我们将通过解析计算和数值模拟的结果进行对比,证实集中器的完美特性。外部观察者无法观测到这种集中器,使其成为完美的隐形装置。此外,我们发现一系列具有其它简化材料参数的集中器装置,它们几乎是完美的,只具有非常小的散射,在这篇论文中我们将详细介绍其中的两个,并大致探讨内部放大倍数与材料介质的关系;（2）我们可以将黑洞看作一个能量集中器。和史瓦西黑洞相比,光线在进入一些黑洞时的状态是旋转的。本篇论文中我们将保角变换得到的折射率分布结合已有的旋转器件形成一个新型的旋转器件,并在其中内置一个吸收体来模拟旋转黑洞附近的光学行为,光线将旋转进入模拟器件后被吸收而无法进行逃逸,以此来实现对旋转黑洞特征的模拟。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 周梦颖
导师: 陈焕阳
关键词: 变换光学,完美隐形集中器,旋转黑洞模拟器件
来源: 厦门大学
年度: 2019
分类: 基础科学
专业: 物理学,天文学
单位: 厦门大学
分类号: O439;P145.8
总页数: 67
文件大小: 6705K
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标签：变换光学论文; 完美隐形集中器论文; 旋转黑洞模拟器件论文;