異向介質

概述

異向介質（Metamaterial）是人工材料工程，使材料具有自然界沒有發現的性質。異向介質所具有性能主要利用它小的不均勻性所造成的結構產生有效的巨觀行為，而不是它的成份。

初期異向介質研究負折射率異向介質；負折射率材料可製造超透鏡，在低於波長下，能有空間解析度。換句話說，用有梯度指數材料，證明了在一窄波帶記憶體在一種“不能見”的形式。雖然第一種異向介質是電磁，聲學的，但地震的範圍也在積極研究。

異向介質的潛在套用包括提高航空和航天的套用，感測器的靈敏度，基礎設施監視，太陽功率管理；公共安全，雷達，高頻戰鬥通訊，高效天線透鏡，改進超聲感測器，及地震禁止結構。

異向介質的研究是多學科的，包括電工程，電磁，固體物理，微波和天線工程，光電子學，經典光學，材料科學，半導體工程，納米科學和其它。

異向介質在物理和電磁學內已變為一門次學科。

它最早在光學和微波方面套用。如光束控制，調製，帶-通（band-pass）過濾器，透鏡，微波偶合器，和天線系統。

電磁異向介質分類：

負指數材料

電導和磁導率都為負的異向介質（NIM）導致負折射指數。這樣的雙負參數也稱為雙負異向介質。

光在電導和磁導率都為正的光學材料中，則向前傳播；如二者都為負，則光向後。如這二者符號相反，光不在這種介質中傳播。

電磁帶縫異向介質

電磁帶縫異向介質控制光傳播。這可用基光子晶體（PC），或稱為左手材料（LHM）來完成。二者具有新的人工工程結構，和能控制，操縱光的傳播。但二者都允許在設定方向傳播；二者能設計具有所希望的頻率的電磁帶縫。

雙正介質

自然界有雙正介質，如電導和磁導率都為正的材料。光在這樣介質中是向前傳播。人工合成，具有DPS，ENG和MNG性質結合的材料。

雙同性和雙異性的異向介質

在許多電磁異向介質中，電場引起磁極化；磁場引起電極化。即磁電偶合。這樣的介質稱雙各向同性。各向異性又有磁-電偶合的介質，稱為雙各向異性。

手性異向介質

如一種異向介質由手性元素組成，這種就是手性異向介質。它的有效參數k不等於零。

下面給出異向介質的簡單套用（詳細的可參閱本詞條末所附參考文獻）。

太（拉）赫異向介質

太拉赫輻射在紅外的運端，剛在微波帶之前。它的頻率範圍定在0.1到10THz.相應波長為3-0.03nm.

基光子異向介質

基光子異向介質是一種人工製造，次波長，周期結構，設計和光頻作用的介質。它的次波長周期和基光子帶縫不同。

可合調異向介質

可合調異向介質可任意調整，改變折射指數頻率。