利用时间非福斯特超结构捕获并放大电磁波

我们引入了一种机制，通过在波传播过程中将介质的介电常数从正值快速变为无色散（即非福斯特）的负值，然后再变回正值，从而既能捕获又能放大电磁波。通过考虑无界介质中的平面波，我们从理论上探讨了该现象背后的物理原理。有趣的是，我们表明 ε(t) 的快速正到负的时间变化会导致波的传播停止（表现为时间上冻结的相位），而冻结场振幅呈指数增长。将介电常数阶跃回原始（或新的）正值将分别使波解冻并以原始（或新的）频率恢复传播。我们在数值上研究了此类时变非福斯特结构中的偶极辐射情况。作为一种可能的实现，我们提出了一种加载时变介质的平行板波导平台，该平台模拟并联集总非福斯特负电容。此类非福斯特时变结构可能为控制和操纵波与物质相互作用开辟新途径。