国内外研究现状左手材料，又称为负折射媒质。对于普通的电介质来说基本上为右手材料，介电常数和 磁导率二者均为正值，但是左手材料的介电常数与磁导率都是负值。左手材料具有很多反常 的电磁特性，例如逆多普勒效应、负折射、完美透镜效应、反常契仑科夫辐射效应等性质。 1967 年，“左手材料”的概念第一次被前苏联的物理学家 Veselago 提出。他指出，当磁 导率与介电常数都是小于零的值时，电场、磁场与波矢三者之间构成左手螺旋法则。并指出电磁波在左右手材料中的行为相反。75936

但是在刚开始的 30 年里面，左手材料的研究一直停留在理论阶段。因为在自然界中并没有发现这种具有特异性质的材料，所以并没有引起很大的关注。直到 20 世纪 90 年代，英国 科学家 Pendry 提出了一种新型的理论模型，即负介电常数和负磁导率可以用开口金属谐振环结构与金属棒结构来分别实现。2000 年，美国加州大学的 David Smith 等物理学家根据 Pendry 的提议，将金属条与金属谐振环有规律的排列在一起，通过调节电、磁谐振频率制造出世界上第一块介电常数和磁导率均为负值的人工媒质。2001 年，David Smith 等人研制出一种左手 材料，并第一次观察了它的负折射现象，验证方法就是著名的“棱镜实验”[12]，图 1。1（a） 显示为二维左手材料模型，其相应的实验图解如图 1。1（b）。此后，左手材料的研究热潮一 时兴起。

图 1。1(b) 左手材料负折射现象实验图解

2002 年，加拿大多伦多大学 G。V。Eleftheriades 教授和美国加州大学 Itoh 教授几乎同时提 出一种实现左手材料的新方法，即用传输线实现 CRLH 结构[13-14]。相比于金属谐振环，这种 结构有低损耗、大宽带、连续结构等优势，且易于与其他器件结合使用，因此在微波领域有 广泛应用。论文网

2005 年，Smith 利用 S 参数提取法提取出左手材料的电磁参数。

2003 年是左手材料研究的丰收年。哈尔滨工业大学吴群教授的课题组全面展开对左手材 料的研究工作，截止到目前为止已经取得了很大的成就。也是在这一年，中国科学院电子所 制造出了处于微波段的左手材料。2006 年，中国东南大学的崔铁军教授课题组与美国杜克大学 Smith 教授合作，在新型人工电磁材料方面取得很大的成果，并在 2009 年成功研制出了微 波段的新型“隐身衣”。

。2 左手材料的应用研究进展

由于左手材料的特殊电磁特性，其在光学、固体物理、材料科学和电磁学上的应用非常 广泛。在军事中，左手材料有很好的应用前景，如左手材料可以提高天线方向性，这一特性 可以应用于雷达、导航、探测仪器等设备中；此外，左手材料还可以应用于飞行器的隐身等。 在微波天线方面，将左手材料应用到微带天线中，可以减小边缘散射，并提高天线的辐射效 率；此外，在天线上涂覆左手材料，对电磁波会有聚焦作用，提高天线的方向性，增大辐射 增益。现在，可见光范围内左手材料的研究也同样在进行中；相信左手材料的前景会一片光 明。