谈谈带电基于双负材料反向切伦科夫辐射

论文导读：74.5小结57-58第五章结论58-60致谢60-61参考文献61-65攻硕期间取得的探讨成果65-67
摘要：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运用。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，以而提升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，以而使得器件小型化。同时，利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升。由此，我们提出一种新型的微波/毫米段的辐射源。本论文主要探讨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案例，为实验验证反向切伦科夫辐射和研制高功率辐射源提供论述基础；其次，探讨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，浅析能够增强表面波的策略，为进展一种新型的太赫兹高功率源提供论述基础。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、进展及运用。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，主要探讨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策略。第四章，探讨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显著增强。第五章，总结了全文的工作和下一步工作计划。关键词：双负材料论文反向切伦科夫辐射论文带电粒子注论文
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ABSTRACT5-7
目录7-9
第一章 绪论9-17

1.1 双负材料介绍9-11

1.1 双负材料的基本概念9-10

1.2 双负材料的进展及其运用10-11

1.2 双负材料中的反向切伦科夫辐射11-15

1.2.1 切伦科夫辐射及其运用11

1.2.2 反向切伦科夫辐射的探讨进展11-14

1.2.3 运用及挑战14-15

1.3 本论文主要内容15-17

第二章 圆波导中填充双负材料的反向切伦科夫辐射17-31

2.1 圆波导中全部填充双负材料的反向切伦科夫辐射17-27

2.2 圆波导中部分填充双负材料的反向切伦科夫辐射27-31

第三章 采取带电粒子注的反向切伦科夫辐射31-45

3.1 引言31

3.2 论述推导31-38

3.3 数值浅析及反向切伦科夫辐射的特性38-41

3.4 验证带电粒子注模型41-44

3.5 小结44-45

第四章 基于半无界空间填充双负材料的新型电磁辐射45-58

4.1 引言45

4.2 论述浅析45-52

4.3 在双负材料区域中的反向切伦科夫辐射特性52-54

4.4 在真空区域中的表面波特性54-57

4.5 小结57-58

第五章 结论58-60
致谢60-61
参考文献61-65
攻硕期间取得的探讨成果65-67