負折射、超材料、變換光學與隱形斗篷之探討 - 國立交通大學 ...

本論文主要介紹負折射、完美透鏡、變換光學和隱形斗篷的原理與發展史。

探討1999-2006年John Pendry教授在這些領域上的相關理論工作；並且介紹Ulf Leonhardt ... Skipnavigation 目前位置：國立陽明交通大學機構典藏 學術出版 畢業論文 標題: 負折射、超材料、變換光學與隱形斗篷之探討THESTUDYOFNEGATIVEREFRACTION、METAMATERIALS、TRANSFORMATIONOPTICSANDINVISIBILITYCLOAKING 作者: 石耀淵Shih,Yau-Yuan楊毅欒丕綱Yang,YiLuan,Pi-Gang電子物理系所 關鍵字: 負折射;超材料;變換光學;隱形斗篷;NEGATIVEREFRACTION;METAMATERIALS;TRANSFORMATIONOPTICS;INVISIBILITYCLOAKING 公開日期: 2013 摘要: 本論文主要介紹負折射、完美透鏡、變換光學和隱形斗篷的原理與發展史。

探討1999-2006年JohnPendry教授在這些領域上的相關理論工作；並且介紹UlfLeonhardt教授2008-2010年變換光學上的工作，包括用微分幾何的語言處理在彎曲時空Maxwell方程的張量形式。

2006年D.Schurig，D.R.Smith和JohnPendry等人除了利用變換光學的概念推導出超材料隱形斗篷所要滿足的物質參數之外，也根據幾何光學近似從Maxwell方程推導出光線軌跡的Hamilton正則方程所對應的物質Hamiltonian。

這篇著名的論文開啟了人類追求隱形斗篷的夢想，但是當初論文許多地方是模糊且晦澀難懂的，其中物質Hamiltonian和Hamilton正則方程的推導都太過簡略，以致於不好理解。

2011年四位數學家MilesM.Crosskeya,AndrewT.Nixonb,LelandM.Schickc,GregorKovačičd重新去探討隱形斗篷原理和數學的存在性證明。

本論文特別針對球形隱形斗篷和柱形隱形斗篷的張量參數推導Hamilton正則運動方程，將數學推導和物理原理都解釋清楚。

本論文最後對葛墨林教授2009年的相關工作---用廣義相對論的語言解釋各異向性非均勻介質的Hamiltonian及證明光線軌跡滿足測地線方程，做解釋和詳細推導。

Abstract Thisthesismainlyintroducestheprincipleandthehistoryofnegativerefraction,perfectlens,transformationopticsandinvisibilitycloaking.WeexplorethetheoreticalworksofProfessorJohnPendryintheseareasduring1999-2006,aswellastheworksofProfessorUlfLeonhardtduring2008-2010abouttransformationoptics,whichincludethoseusingthelanguageofdifferentialgeometryformanipulatingthetensorformofMaxwellequationsincurvedspacetime. In2006,D.Schurig,D.R.SmithandJohnPendryetalproposedtheconceptoftransformationoptics,whichcanprovidethematerialparametersfordesigninginvisibilitycloakswithmetamaterials.Undertheassumptionofthevalidityofgeometricalopticsapproximation,theyalsoderivedtheHamiltonianfromMaxwellequationsforobtainingthecanonicalequationsofmotionforgeneratingtheraytrace.Thisworktriggersthehumandreamsaboutmakinginvisibilitycloaks.Inthatwork,thederivationofHamiltonianandHamiltoncanonicalequationsaretoobriefandcompacttounderstand.In2011fourmathematiciansMilesM.Crosskeya,AndrewT.Nixonb,LelandM.Schickc,GregorKovačičdre-investigatedtheprincipleofinvisibilitycloakingandprovidedtherigorousproofofitsexistencemathematically.Inthisthesis,especiallyforthesphericalandcylindricalofinvisibilitycloaks,weprovidethedetailedderivationsofthetensorparameters,materialHamiltonianandHamiltonE.O.M,andthephysicalprinciplesareexplainedthoroughly. Finally,wediscusstheworksofProfessorMolinGeofapplyingthelanguageofgeneralrelativitytointerprettheanisotropicinhomogeneousmedia,andprovethegeodesicequationsoflightraythoroughly. URI: http://140.113.39.130/cdrfb3/record/nctu/#GT079921558http://hdl.handle.net/11536/75622 顯示於類別：畢業論文 IR@NYCUCrossRefBroadbandcloakingusingcompositedielectrics/Hwang,Ruey-Bing;Chin,Cheng-YuanScatteringcharacteristicsofcylindricalmetamaterials/Hwang,Ruey-Bing;Huang,Hsien-TungSynthesisdesignofartificialmagneticmetamaterialsusingageneticalgorithm/Chen,P.Y.;Chen,C.H.;Wang,H.;Tsai,J.H.;Ni,W.X.PlasmonicbehaviorsofmetallicAZOthinfilmandAZOnanodiskarray/Lin,Jia-Yu;Zhong,Kun-Da;Lee,Po-TsungOmnidirectional,polarization-independent,ultra-broadbandmetamaterialperfectabsorberusingfield-penetrationandreflected-wave-cancellation/Zhong,YanKai;Lai,Yi-Chun;Tu,Ming-Hsiang;Chen,Bo-Ruei;Fu,SzeMing從美學、政治到非裔美國表現文化：雷夫•艾利森《隱形人》批評之批判/王遠洋;Wang,Yuan-Yang;林建國;李有成;Lim,Kien-KetLoading...