雙負材料中反向切倫科夫輻射的基礎理論研究

《雙負材料中反向切倫科夫輻射的基礎理論研究》是依託電子科技大學,由段兆雲擔任醒目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：雙負材料中反向切倫科夫輻射的基礎理論研究
• 依託單位：電子科技大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：段兆雲

項目摘要

雙負材料是一種新型的人工電磁材料，具有等效的負介電常數和負磁導率。自從2001年關於雙負材料的首次實驗研究在《科學》雜誌上被報導以來，這種人工電磁材料引起了全世界科技工作者極大的興趣，成為目前國際上研究的熱點之一。本項目旨在研究在雙負材料中反向切倫科夫輻射的物理機理和實驗驗證。通過對部分雙負材料填充的波導中的反向切倫科夫輻射的研究，探索提高輻射功率的有效手段，設計實驗方案，證明在雙負材料中反向切倫科夫輻射的存在。該項目為新型的高功率微波器件，特別是太赫茲源以及粒子檢測器等奠定堅實的理論和技術基礎。

結題摘要

雙負材料是一種新型的人工電磁材料，具有等效的負介電常數和負磁導率。自從2001年《科學》雜誌報導關於雙負材料的首次實驗以來，這種人工電磁材料引起了全世界科技工作者特別是物理學者的極大興趣，成為目前國際上的研究熱點之一。本項目屬於新興交叉學科，涉及到材料學、電磁理論和微波技術、真空電子學和光學等多門學科，極具挑戰性。該項目主要研究了雙負材料的等效電磁參數提取、雙負材料的實現、雙負材料部分填充圓波導以及平板波導和半空間填充雙負材料等情形的反向切倫科夫輻射和表面波產生的物理機理、雙負材料部分填充圓波導的“雙負”特性的實驗、片狀電子注的產生和穩定傳輸等。本項目從物理上解釋了輻射增強的物理機理是雙負材料的諧振特性所引起的，說明了基於雙負材料的輻射機理是不同於常規的切倫科夫輻射和史密斯-珀塞爾輻射的；提出了有效增強電磁輻射功率的新方法；從實驗上證明了人工電磁材料的“雙負”特性，設計了反向切倫科夫輻射的實驗方案。本項目完成了項目計畫內容，反向切倫科夫輻射的實驗研究正在進行。該項目為發展新型的高功率毫米波/太赫茲輻射源以及粒子檢測器等奠定了堅實的理論和技術基礎。通過對此項目的研究，我們已經取得了一系列的研究成果。這些研究成果主要有：建立了在雙負材料中的反向切倫科夫輻射的普適理論，提供設計和製作雙負材料的理論、方法和工藝，發表了28篇論文，其中8篇SCI，19篇EI，申請專利5項其中包括1項美國發明專利，授權專利5項，開發了一套具有自主智慧財產權的軟體包，2010年獲得AMC2C2010國際會議的最佳學術論文獎，培養了碩士研究生9名，其中7名已畢業，2名2013年畢業，博士研究生4名，一名研究生榮獲2011年 “空天信息”全國博士生學術論壇的優秀論文三等獎。