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准静态区之外无序隐身超均匀层状介质的有效电磁波特性

光学 2023-08-01 v2 无序系统与神经网络 统计力学 应用物理

摘要

无序隐身超均匀介电复合材料在二维和三维中展现出新颖的电磁波传输特性。在此,我们首次研究一维(1D)无序隐身超均匀层状介质的电磁特性。基于精确的非局域理论,我们推导了一般一维介质的有效动态介电常数张量 εe(kq,ω){\boldsymbol \varepsilon}_e({\bf k}_q,\omega) 的近似公式,该公式在远超准静态区时依然有效,并将其应用于一维隐身超均匀系统。我们考虑横偏振、频率 ω\omega 和波数 kqk_q 的入射波。我们的 εe(kq,ω){\boldsymbol \varepsilon}_e({k}_q,\omega) 公式由谱密度给出,可导出透射率 TT 的闭式关系。我们的理论预测与有限差分时域(FDTD)模拟高度吻合。隐身超均匀层状介质在有限波数内具有完美透明区间,意味着无安德森局域化,但非隐身超均匀介质并非完美透明。我们的预测理论为通过设计谱密度对易于制备的无序层状介质的波特性进行逆向设计提供了新路径。

关键词

引用

@article{arxiv.2305.13280,
  title  = {Effective Electromagnetic Wave Properties of Disordered Stealthy Hyperuniform Layered Media Beyond the Quasistatic Regime},
  author = {Jaeuk Kim and Salvatore Torquato},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2305.13280},
  year   = {2023}
}

备注

8 pages, 6 figures