电致伸缩张量的解析推导及其在光学力密度计算中的应用

利用多重散射理论，我们首次推导了二维超材料系统的电致伸缩张量的解析公式。发现电致伸缩张量项显式依赖于超材料底层晶格的对称性，也显式依赖于局域有效波矢的方向。这些解析结果使我们能够在有效介质形式体系内使用亥姆霍兹应力张量计算复合系统（超材料）内部的光致体力，其中应力张量中使用的场是通过用有效介质替代超材料的微观结构并求解宏观麦克斯韦方程而获得的场。我们的结果指出了使用有效介质理论确定光学力密度的一些基本问题。特别是，亥姆霍兹张量带有显式依赖对称性的电致伸缩项这一事实意味着，标准有效介质参数不能提供足够信息来确定体力密度，尽管它们能给出正确的总力。更具挑战性的问题是电致伸缩项与局域有效波矢相关，而在标准有效介质方法框架内，存在边界反射的系统中该波矢并非总是可获得的。