負折射率超材料

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文／晶晶 2024-01-08

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文／晶晶

負折射率超材料或負折射率材料是一種人造光學結構，它的折射率對一定頻率範圍內的電磁波是負值。

目前沒有任何天然材料擁有這一屬性。廣義的說，超材料可以指任何合成材料，但一般上指的是擁有負折射率的一類材料，這些材料具有不尋常的光學屬性和奇異的性質。

負折射率超材料由基本結構單元週期性排列所構成，基本結構單元稱為單胞，單胞的大小明顯小於光的波長。單胞在實驗室最早由印刷電路板材料製成，即由導線和介電質製成。通常情況下，這些人工製備的單胞，按特定的重複形式堆疊，在平面上排列起來，組成單個的超材料。

不過由於自然界中，尚未發現天然存在的具有如此功能的材料，所以負折射現象聽起來令人匪夷所思。折射現象是設計光學器件的最基本原理，如果負折射現象存在，就會對現有的基本光學理論有極大影響，擴大人類對光的認識，且為新型光學系統的設計，帶來新的設計方法。

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