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关于由ENZ和DNZ介质构成芯层或涂层的圆柱体对平面波的散射

DOI：10.1088/2399-6528/aaf193 期刊：Journal of Physics Communications 出版年份：2018 更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要： 研究了由介电常数近零（ENZ）和双近零（DNZ）介质构成包层或芯层的圆柱体，在垂直入射平面波作用下各场分量的相位分布及散射宽度特性。研究发现：对于小半径和大半径的裸ENZ/DNZ圆柱体，TE和TM偏振态下轴向分量通常具有均匀相位；而方位角分量仅在大直径圆柱体中呈现缓慢变化的相位。当ENZ/DNZ介质作为芯层或包层时，相位均匀性会降低。总体而言，DNZ介质比ENZ介质具有更平缓的相位变化，且TE偏振的相位均匀性优于TM偏振。散射宽度方面，DNZ包覆介质圆柱体最小，而介质包覆ENZ/DNZ圆柱体最大。本研究可为器件设计中近零折射率介质厚度选择提供指导——针对本文研究的三种构型中特定电场/磁场分量的相位均匀性要求，不同构型需要采用差异化的ENZ/DNZ介质厚度方案。
作者： Tehreem Fatima，Muhammad Arshad Fiaz，Muhammad Faryad
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研究概述 实验方案

研究目的

研究电场分量的相位分布以及由近零介电常数（ENZ）和双近零（DNZ）介质构成涂层或芯层的圆柱体在正入射平面波作用下的散射宽度，旨在为器件设计中近零折射率介质的厚度选择提供指导。

研究成果

研究表明，在ENZ和DNZ圆柱体中，TE和TM两种极化方式的轴向场分量均呈现均匀相位，而方位角分量仅在较大圆柱体中表现出均匀相位。DNZ介质比ENZ介质具有更均匀的相位分布，且TE极化的相位均匀性优于TM极化。采用DNZ涂层的介电圆柱体具有最小的散射宽度，这为涉及近零折射率介质的器件设计提供了参考依据。

研究不足

该研究是理论性的，未考虑实验不确定性或材料缺陷。分析假设了ENZ和DNZ介质的理想条件，这些条件在实际中可能无法完全实现。

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