黄光负折射率超材料

一种全介质零折射率光学超材料的实现

Realization of an all-dielectric zero-index optical metamaterial

超材料为操纵物质的光学性质提供了前所未有的灵活性，包括获得负折射率，超高折射率和手性光学性质的能力。近年来，具有近零折射率的超材料引起了人们的广泛关注。这种材料内部的光不经历空间相变和极大的相速度，这些特性可用于实现定向发射、隧道波导、大面积单模器件和电磁斗篷。然而，在光频率以前证明零或负折射率超材料需要使用金属夹杂物，导致大的欧姆损耗，严重阻碍设备的应用。在这里，我们实验证明了一个阻抗匹配的零指数超材料在光频率的基础上纯电介质成分。由堆叠的硅棒单元电池形成，超材料具有几乎各向同性的低折射率响应，导致从放置在材料内的量子点的透射和定向发射的角度选择性。

一种可见/近红外铜负折射率超材料

A copper negative index metamaterial in the visible / near-infrared

我们提出了一种在可见光/近红外波长具有负折射率的等离子体铜超材料的设计。利用数值模拟，我们证明了负折射的铜超材料棱镜，并执行参数提取技术，以验证的有效，介电常数和磁导率的符号。我们提出的设计具有与在可见光/近红外范围内工作的类似银基超材料相当的品质因数。这些发现对可见/近红外低成本等离子体激元器件和负折射率超材料的设计具有重要意义。

用于直接写入Laser的体负折射率光子材料

Bulk Negative Index Photonic Metamaterials for Direct Laser Writing

我们展示了在电信波长附近的一维和二维光子负折射率超材料的设计。设计的体结构是内在连接的，这使得它们的制造可行的直接激光写入和化学气相沉积。

利用梯度折射率材料实现宽带模式转换

Broadband mode conversion via gradient index metamaterials

提出了一种基于梯度折射率超材料的宽带波导模式转换器设计。数值模拟表明，在宽频带内，零阶横磁模或一阶横电模（TM 0/TE 1）可以转换为一阶横磁模或二阶横电模（TM 1/TE 2）。作为一个应用，通过在GIM波导中集成零折射率材料实现了非对称传输。

由空间色散确定的具有负refractive index的透明超材料

Transparent metamaterials with a negative refractive index determined by spatial dispersion

本文考虑了一个机会，创造一个人工的双组分超材料具有负折射率的无线电和光学频带内，它具有空间色散。结果表明，存在一个谱区，在该谱区中，当组分所占体积分数单位为一定比例时，超材料表现为透明，而不衰减通过它的电磁波，并且具有相反符号的相位和群速度。

人工超材料中的负Refractive Index

Negative Refractive Index in Artificial Metamaterials

讨论了具有负磁导率和负介电常数的人工超材料的光学常数。利用有效场论，我们计算了由成对的相同的金纳米柱组成的纳米材料在可见光谱内具有磁响应的有效磁导率。

laser直写银影蒸发法制备负折射率双各向异性光子超材料

Negative-index bi-anisotropic photonic metamaterial fabricated by direct laser writing and silver shadow evaporation

我们提出了一种新的负折射率超材料的蓝图。这种结构是通过三维双光子激光直写和银影蒸发制备的。测量的线性光谱与理论的比较显示出良好的一致性，并揭示了在约3.85微米波长处折射率的负实部-尽管超材料结构由于沿其表面法线缺乏反转对称性而具有双各向异性。

负折射率超材料间隔层及其异常光学特性研究

On Negative Index Metamaterial Spacers and Their Unusual Optical Properties

我们从理论上探讨了使用超材料结构作为间隔物的可能性，命名为metaspacer，它可以与其他材料集成在微细加工中。我们表明，这样的metspacers可以提供新的光学行为，是不可能通过传统的间隔。特别是，我们研究了嵌入在渔网超材料结构中的负折射率超空间，并将其与传统的渔网超材料结构进行了比较。我们发现，基于负折射率超空间的渔网结构具有有趣的反向光学响应。我们还观察到，共振频率对几何参数的依赖性是相反的。我们的结论与这些元空间的实用性。

基于全介质涂层球的三维负Refractive-Index超材料

Three-dimensional Negative-Refractive-Index Metamaterials Based on All-Dielectric Coated Spheres

提出并理论证明了一种由全介质纳米球构成的三维光学负折射率超材料。这种超材料是由两种介电纳米球组成的同心壳层嵌入到宿主介质中。基于Mie的扩展有效理论表明，由于强Mie共振，电介质芯和电介质壳分别提供负磁导率和负介电常数。在耦合谐振频率范围内，可以实现负折射率。

Multi-refractive-index metamaterials based on subwavelength waveguide arrays

We demonstrate a metamaterial that cannot be described by a single set of refractive-index and impedance values, even for fixed frequency and polarization. The metamaterial structure is a stack of dissimilar waveguides with subwavelength width and spacing, which guide light at different phase velocities. This multi-refractive-index metamaterial (MRIM) can be viewed as a spatial superposition of multiple homogeneous materials. Using full-wave simulations, we demonstrate several optical components based on MRIMs, including prisms that deflect light to multiple angles, lenses with multiple focal …

在任意k点处具有折射率椭球的异向介质

Metamaterials with index ellipsoids at arbitrary k-points

提出并研究了一种由多个相互贯穿的金属丝网构成的新型超材料结构。计算的能带结构表明，在长波长范围内，它们在非零k点处呈现折射率椭球。我们可以用Poison方程来理解这些准静态模式，发现这些模式并不依赖于导线的几何细节，而是依赖于导线的连通性。我们可以通过设计丝网的连通性来设计折射率椭球的位置。

基于模式杂交的负折射率异向介质非连续设计

Discontinuous design of negative index metamaterials based on mode hybridization

电感器-电容器（ELC）谐振器提供一系列电谐振，并且一对ELC谐振器导致每个谐振分成两个模式，即，磁和电模式，对应于反对称和对称电流分布。通过对ELC谐振器的精心设计，我们可以通过将第一电共振模式和第二磁共振模式重叠的模式混合来实现负折射率超材料。这种非连接设计可以提供实现三维负折射率超材料的机会。

结合磁谐振器和金属膜的负折射率超材料

Negative index metamaterial combining magnetic resonators with metal films

我们提出了一个负折射率材料的设计，使用磁谐振器提供负磁导率和负介电常数的金属膜的模拟结果。我们还讨论了使用非连续金属膜来实现更好的可制造性和增强的阻抗匹配的可能性。

无序超材料中渗流诱导的负refractive index

Negative refractive index induced by percolation in disordered metamaterials

提出了一种适用于含有空间随机分布介质球的无序异向介质的有效介质模型。与有序超材料的有效介质模型类似，该模型预测了球体中由电偶极和磁偶极米氏共振引起的有效磁导率和介电常数的共振。此外，该模型预测的红移的电共振粒子负载的增加。有趣的是，当粒子负载超过33%的逾渗阈值时，模型预测电共振与磁共振重叠，导致负折射率。

非共振二维螺旋手征超材料的低损耗宽带负Refractive Index

Low-loss Broadband Negative Refractive Index due to Nonresonant 2D Helical Chiral Metamaterial

我们证明了一种二维螺旋手性超材料，具有宽带强光学活性，导致非共振德鲁德样响应。强手性导致宽带负折射率，具有高品质因数（>90）和极低的损耗（每层<2%）。旋光性对入射电磁波的角度不敏感，从而在偏振操纵应用中实现更大的灵活性。

基于负折射率等离子体超材料的广角红外吸收器

Wide-angle infrared absorber based on negative index plasmonic metamaterial

描述了一种基于超材料的红外辐射广角吸收器的制造方法。该技术基于各向异性的完美阻抗匹配负折射率材料（PIMNIM）。分析表明，在所有三个维度PIMNIM的子波长使吸收接近100%的入射角高达$45°$的法线。提出了基于等离子体超材料的这种频率可调谐PIMNIM的具体实现。介绍了在红外成像和相干热源中的应用。

太赫兹频率下全介质超材料中的负折射率与模式耦合

Negative index and mode coupling in all-dielectric metamaterials at terahertz frequencies

本研究探讨太赫兹频段全介质超材料中米氏共振模式耦合对负有效折射率的作用，分析晶格周期、模式频率重叠的影响，揭示耦合强度与折射率的关系，并对比模式耦合与超材料杂化效应。

单片CMOS兼容零折射率超材料

Monolithic CMOS-compatible zero-index metamaterials

零折射率材料表现出可用于集成光学应用的奇异光学性质。然而，实际的实现需要与互补金属氧化物半导体（CMOS）技术兼容。我们展示了一个CMOS兼容的零折射率超材料组成的一个正方形阵列的空气孔在220 nm厚的绝缘体上硅（SOI）晶片。这种设计是通过Dirac-cone色散实现的。这种超材料完全由硅组成，并通过低纵横比结构提供兼容性，这种结构可以简单地在标准器件层中制造。该平台能够以低成本和高保真度大规模采用和探索基于零折射率的光子器件。

相位匹配负折射率超材料中二次谐波的控制

Controlling the second-harmonic in a phase matched negative-index metamaterial

非线性超材料（NLTEMS）已被预测为支持新的和令人兴奋的领域在光的操纵，包括新的相位匹配方案的波混合。最值得注意的是所谓的非线性光学镜，其中非线性负折射率介质将产生的频率发射到泵浦源。对于第一次，我们实验证明了非线性光学镜效应的散装负折射率NLMM，以及其他两个新的相位匹配配置，利用周期性极化之间切换的三个相位匹配域。

渔网状负折射率光学超材料理论

Theory of fishnet negative-index optical metamaterials

我们从理论上研究了渔网超材料在光频。在早期的作品相比，我们提供了一个微观的描述，通过跟踪的横向和纵向流动的能量通过交叉的亚波长等离子体激元波导组成的渔网网格。分析是由一个半解析模型的基础上表面等离子体耦合模方程，它提供了准确的公式渔网折射率，包括实负和虚部。该模型简单地解释了表面等离子体激元如何在波导交叉点处耦合，并在光频下对渔网负折射率范例进行了新的解释。扩展的理论与增益介质的损耗补偿的异向介质。

负折射率超材料：走向光学

Negative-Index Metamaterials: Going Optical

六年前，GHz频率的负折射率材料的实现推动了工程超材料在光学范围内的负折射率的竞争。GHz谐振结构的纯粹小型化是一种方法。替代设计利用金属膜中的局部等离子体共振金属纳米颗粒或纳米孔。根据这种方法，最近已经在光学范围内实现了负折射率。我们回顾了这些最近的结果，并总结了如何明确检索的有效折射率的薄层从数据可访问的测量。数值模拟表明，由银条和增益提供材料组成的复合材料可以同时具有-1.3的负折射率和100%的透射率。

基于缝隙单元的梯度折射率超材料

Gradient Index Metamaterial Based on Slot Elements

提出了一种基于环形缝隙阵列的梯度折射率（GRIN）超材料。该结构允许在垂直于平面入射下的有效折射率的大的变化，从而使得能够构造仅由少量功能层组成的GRIN器件。使用全波模拟，我们证明了环形槽的概念，通过一个3单元的薄梯度折射率透镜的太赫兹（THz）范围。在所提出的实现中，我们实现了Δ n = 1.5的折射率对比度，从而导致适合于将THz辐射聚焦到小于波长的光斑尺寸的高折射率透镜。

太赫兹波段手征负折射率材料

Chiral Negative-Index Metamaterials in Terahertz

负折射率超材料具有独特的性质和现象，在超透镜、亚波长腔和慢光器件等方面有着重要的应用前景。然而，超材料中的负折射率通常需要同时具有负介电常数和负磁导率的严格条件。近年来，人们提出了一类新的负折射率材料--手征负折射率材料。与传统的NIM相比，手性NIM不需要上述条件，因此呈现出非常稳健的负折射路线。在这里，我们提出了第一个实验演示的手征超材料表现出负折射率下降到n=-5太赫兹频率，只有一个单一的手征共振。结构中存在的强手性提升了两个圆偏振波的简并性，并减轻了双负性要求。手性NIM被预测具有超越传统NIM的有趣的电磁特性，例如两个圆偏振和负反射的折射率相反的符号。太赫兹手征NIM的实现为研究其新颖的电磁特性以及重要的太赫兹器件应用提供了新的机会。

内连接三维各向同性体负折射率光子超材料

Intra-connected three-dimensionally isotropic bulk negative index photonic metamaterial

各向同性负折射率超材料（NIM）是非常需要的，特别是用于实现超高分辨率透镜。然而，现有的各向同性NIM仅在二维上起作用，并且不能被微型化超过微波。直接激光写入工艺可以是朝向三维（3D）各向同性块体光学超材料的制造的范式转变，但仅以额外的设计约束（即连接性）为代价。在这里，我们证明了一个原则性的设计，要求连接并不排除完全各向同性的左手行为。这是实现光学波长下的体3D各向同性NIM的重要一步。

宽带光频下非自然高折射率超材料的胶体超晶格

Colloidal superlattices for unnaturally high-index metamaterials at broadband optical frequencies

金属纳米颗粒（NP）组装的最新进展使光学领域前所未有的光物质相互作用的复杂工程成为可能。在这项工作中，我扩大了NP光学超材料的设计灵活性，将可达折射率的上限推到不自然的高制度。对NP超晶格单层的几何参数的精确控制赋予了电共振和相关有效介电常数的显著增加，远远超出了自然可达的制度。同时，有效的渗透性，实现高折射率的另一个关键因素，被有效地抑制通过减少纳米粒子的厚度。通过建立这一设计规则，我已经实现了不自然的高折射率（15.7在电谐振和7.3在准静态极限）在宽带光频率（100 THz ~ 300 THz）。我还将这种NP超材料与石墨烯结合起来，以在宽的光学频率上电气控制高折射率。

负折射率超材料中结构光的调制不稳定性

Modulation instability of structured-light beams in negative-index metamaterials

各向同性负折射率超材料的一个最基本的性质，即坡印廷矢量和波矢量的相反方向性，使许多新的线性和非线性的轻物质相互作用机制成为可能。在此，我们预测了具有克尔型和可饱和非线性的负折射率超材料中具有不同拓扑电荷的光学涡旋的方位调制不稳定性的不同特征。我们推导出一个解析表达式的空间调制不稳定性增益的克尔非线性的情况下，并表明，一个特定的条件有关的衍射和非线性长度必须满足的方位角调制不稳定性发生。最后，我们研究了由于产生涡旋的轨道角动量转移对孤立项链光束运动的影响而导致的项链光束的旋转。我们表明，旋转的方向是相反的，在积极和消极的指数材料。

refractive index符号对局部粗糙超材料表面反射率的影响

Influence of the sign of the refractive index in the reflectivity of a metamaterial surface with localized roughness

为了研究超材料的散射特性，我们将传统的（非磁性）各向同性材料的散射方法推广到具有任意值（正或负）的磁导率和介电常数的材料。利用广义方法研究了具有局部粗糙度的超材料表面在相对折射率改变符号时反射率的变化。我们的研究结果表明，与平面表面的情况下，其反射率是不受相对折射率的符号的变化，在粗糙表面的符号的变化表现在反射率，即使是非常低的粗糙度，特别是在观察方向远离镜面方向。

非线性光学与负折射率超材料的融合

Merging Nonlinear Optics and Negative-Index Metamaterials

综述了双畴正/负折射率异向介质中非线性光传输过程的特殊性质。这些过程包括二次谐波产生、三波和四波混频以及光学参量放大。与普通材料中的对应物的性质形成鲜明对比。我们还讨论了补偿等离子体超材料固有的强损耗的可能性，这在许多令人兴奋的应用中是一个主要障碍，以及创建独特的超紧凑光子器件，如数据处理芯片和非线性光学传感器的可能性。最后，我们提出了基于负色散光学声子的晶体中类似的非寻常三波混频过程。

近零跃迁超材料中的高斯光束

Gaussian Beams in Near-Zero Transition Metamaterials

我们从理论和数值上研究了高斯光束在正-零-负折射率和正-零-正折射率两种过渡型超材料中的共振场增强现象，并证明了这两种情况下的强局域共振场增强。该研究在纳米光学、亚波长成像、纳米加工等领域具有重要的应用价值，为研究更复杂的矢量和涡旋光束在梯度折射率材料中的传输奠定了基础。

Infrared dielectric metamaterials from high refractive index chalcogenides

High-index dielectric materials are in great demand for nanophotonic devices and applications, from ultrathin optical elements to metal-free sub-diffraction light confinement and waveguiding. Here we show that chalcogenide topological insulators are particularly apt candidates for dielectric nanophotonic architectures in the infrared spectral range by reporting metamaterial resonances in chalcogenide crystals sustained well inside the mid-infrared, choosing Bi$_2$Te$_3$ as case study within this family of materials. Strong resonant modulation of the incident electromagnetic field is achieved t…

表面等离子体激元驱动的可见光低损耗负折射率超材料

Surface plasmon driven scalable low-loss negative-index metamaterials at visible spectrum

我们证明了薄金属膜的表面等离子体激元与其周围的纳米结构的周期性阵列相互作用，可以利用在可见光谱，同时具有负的介电常数和磁导率的大块负折射率超材料。这些表面等离子体激元驱动的超材料具有高的品质因数，并且可以被任意调谐以在可见光谱中的任何波长下并且可能在紫外光谱下操作。我们用数值方法证明了这一想法的超材料结构，表现出强磁响应，导致在绿色区域的电磁波谱在536 nm的负折射率与3.67的品质因数。我们还表明，通过简单地改变构成材料，因此通过修改下面的表面等离子体激元色散，该结构的工作波长可以蓝移到紫色区域在406 nm的品质因数为2.27。与基于渔网结构的可见超材料方法相比，我们提出的方法提供了一种频率更可扩展的方式，可以在可见光和可能的紫外波长下实现负折射率，并具有高品质因数。

自组装六边形双渔网负折射率材料

Self-assembled hexagonal double fishnets as negative index materials

我们的实验表明，在近红外波长范围内的负折射率超材料的制造胶体光刻的成功使用。特别是，我们研究了广泛研究的双鱼网超材料的具体实现，由一个金-硅-金层堆叠穿孔的六边形阵列的圆孔。通过调节孔的直径，我们可以将这些自组装的超材料定制为单负（ε < 0）和双负（ε < 0和μ < 0）超材料。

用于非线性负折射率超材料的可调谐开口环谐振器

Tunable split-ring resonators for nonlinear negative-index metamaterials

我们实验研究了含有可变电容二极管的开口环谐振器的动态可调谐性和自感非线性。我们证明了谐振器的本征频率可以在很宽的频率范围内进行调谐，并且显著地，我们表明在变容二极管加载的开口环谐振器结构中观察到的自感非线性效应可以出现在相对低的功率水平。

Polaritonic frequency-comb generation and breather propagation in a negative-index metamaterial with a cold four-level atomic medium

We develop a concept for a waveguide that exploits spatial control of nonlinear surface-polaritonic waves. Our scheme includes an optical cavity with four-level $\text{N}$-type atoms in a lossless dielectric placed above a negative-index metamaterial layer. We propose exciting a polaritonic Akhmediev breather at a certain position of the interface between the atomic medium and the metamaterial by modifying laser-field intensities and detunings. Furthermore, we propose generating position-dependent polaritonic frequency combs by engineering widths of the electromagnetically induced transparency…

基于四元超晶胞材料的超灵敏多光谱refractive index传感器设计

An ultrasensitive and multispectral refractive index sensor design based on quad-supercell metamaterials

等离子体超材料支持局域表面等离子体共振（LSPR），其对介电环境的变化敏感并且对于超灵敏的生化传感是非常期望的。在这项工作中，提出了一种新的设计的超元胞超材料的四个相互旋转的开口环谐振器（SRR），其中奇（N=1和N = 3）和偶（N=2）的谐振模式的同时激发实现由于额外的不对称性从旋转和显示不敏感的两个正交的偏振。充分利用这三个共振谷，为多光谱应用展示了光明的前景。作为折射率（RI）传感器，在近红外（NIR）光谱中，LC模式（N=1）的折射率灵敏度约为1000 nm/RIU，等离子体模式（N=2）的折射率灵敏度约为500 nm/RIU。

走向负折射率自组装超材料

Towards negative index self-assembled metamaterials

我们研究了自下而上方法制备的超原子的磁响应。通常，这样的元原子由被大量固体金属纳米颗粒包围的电介质核心组成。与迄今为止考虑的那些元原子相反，我们在这里首次研究中空金属纳米颗粒（壳）。在这样做的过程中，我们解决了当前自组装超材料最相关的问题之一，即实现具有足够大的共振强度和小吸收的超原子。深亚波长超原子必须满足这两个条件，才能获得有效的均匀超材料，这可能是有意义的负材料参数描述。最终，我们表明，通过使用这些发现，自组装负折射率材料来达到。

太赫兹表面波在梯度折射率薄膜上的面内聚焦

In-Plane Focusing of Terahertz Surface Waves on a Gradient Index Metamaterial Film

设计并实现了一种梯度折射率超颖表面，用于受限太赫兹表面波的面内聚焦。我们使用太赫兹近场光谱仪通过二维映射的复杂电场测量表面波的空间传播。在焦距约为100 nm后，表面波聚焦到直径为500 \micro m。在焦点中，我们测量到3倍的场幅度增强。

双波段负折射率超材料：813 nm双负和772 nm单负

Dual-Band Negative Index Metamaterial: Double-Negative at 813 nm and Single-Negative at 772 nm

本工作是关于双波段负折射率超材料的实验演示。对于波长在799和818 nm之间的线性偏振光，样品是双负的（显示负的有效磁导率和负的有效介电常数），在813 nm处折射率的实部约为-1.0;在该波长处，比率-Re（n）/Im（n）接近1.3。对于正交偏振，相同的样品在可见光（在772 nm处）也表现出负折射率。材料的光谱测量与从有限元电磁解算器获得的结果在两个偏振下的制造样品的实际几何形状是一致的。

等离子体激元注入补偿和控制负折射率材料中的损耗

Plasmon Injection to Compensate and Control Losses in Negative Index Metamaterials

超材料引入了一个全新的不寻常材料世界，其功能无法通过在亚波长尺度上模仿和控制自然现象而在自然发生的材料系统中获得。然而，固有的吸收损耗对超材料最吸引人的应用提出了根本性的挑战。基于一种新的等离子体激元注入方案，我们提出了一种补偿超材料损耗的相干光放大技术。虽然这里的概念验证设备仅在法向入射下工作，但我们提出的方案可以推广到任意形式的入射波。这种光放大方案与主要的光放大方案有根本的不同。它不需要增益介质，与声子的相互作用，或任何非线性介质。该方案允许无损耗的超材料。它非常适合减轻在可见光谱中工作的超材料的损耗，并且可扩展到其他光学频率。这些发现开启了从零开始制造“神奇”超材料的早期梦想的可能性。

含中等折射率夹杂的超材料中非局域效应的增强

Enhanced nonlocal effects in metamaterials with moderate-index inclusions

我们研究了一类具有中等折射率夹杂物和低平均介电常数的多层超材料。通过第一性原理计算，我们表明，在这种情况下，一阶和二阶空间色散效应可能会表现出显着的非共振增强，并可能成为可比的本地响应。它们的相互作用提供了丰富的色散制度，包括额外的非凡波和拓扑相变。特别是，我们确定了一种新的配置具有约束和断开iscrystalline轮廓。由于它们不依赖于高折射率夹杂物，我们提出的超材料可能构成一个有吸引力的和技术上可行的平台，工程非局部效应在光学范围内。

负折射率超材料中的相干非线性光学与量子控制

Coherent Nonlinear Optics and Quantum Control in Negative-Index Metamaterials

研究了负折射率平板的激光诱导透明和返波信号的参量放大特性。研究了闲频吸收和相位失配对信号放大的影响，并展示了在宽范围的控制场强和板厚下确保鲁棒透明度的可行性。一个特殊的选项，包括一个强大的四波混频响应和负折射率的独立工程的建议和其具体功能进行了研究。通过数值实验证实了在这种方案中对平板透明进行量子控制的可行性。因此，我们展示了补偿等离子体负折射率超材料固有的强吸收的机会和条件，并且我们进一步展示了通过从控制光场到负折射率信号的相干能量转移实现的透明性。

对“高Index of Refraction超材料的设计机理“一文的评论

Comment to "Mechanism for Designing Metamaterials with a High Index of Refraction"

对J.T.“设计高折射率超材料的机理”一文的评论。沈，彼得·B。Catrysse和Shanhui Fan。

高折射率等离激元超材料中的极端中红外场增强与anapole

Extreme mid-infrared field enhancement and anapoles in high-index plasmonic metamaterials

本文基于金纳米颗粒自组装超材料，实现中红外波段有效折射率超过15且间隙场增强两个数量级，并通过设计支持anapole的紧凑超材料器件进一步增强纳米间隙场，使量子发射器的受激辐射响应增强三个数量级。

弱耦合和强耦合光学异向介质的负refractive index响应

Negative refractive index response of weakly and strongly coupled optical metamaterials

我们提出了一个详细的研究检索的光学参数，介电常数，磁导率和折射率，耦合鱼网超材料结构作为层之间的分离的函数。对于弱耦合的情况下，检索的参数是非常接近的一个功能层的结果，收敛相对较快。对于强耦合情况，反演的参数与单单元渔网结果完全不同。我们还证明了高品质因数（FOM=| Re（n）/Im（n）|对于强耦合结构，由于负的$n$的实部远离n的虚部的最大值（接近谐振），其中损耗高。

空间螺旋声学超材料宽带负折射率的测量

Measurements of Broadband Negative Index in Space-Coiling Acoustic Metamaterials

我们报道了在一种超声波材料结构中获得宽带负折射率的实验证明。采用两种不同的方法来证明超材料的负折射率性质：从反射和透射测量中提取有效参数的一维提取，以及令人信服地显示对应于负折射的透射角的基于棱镜的二维测量。在后一种情况下观察到的透射角也非常符合在一维测量和数值模拟中获得的折射率。我们期望这种透明的超材料成为实际声学超材料设备的选择单位单元，这些设备需要宽带和显著的负折射率。

对“人工超材料中的负Refractive Index”的评论[A. N. Grigorenko，Opt. Lett.，31，2483（2006）]

Comment on "Negative Refractive Index in Artificial Metamaterials" [A. N. Grigorenko, Opt. Lett., 31, 2483 (2006)]

表征复合材料薄层中存在负折射的关键光学参数是与初始非均匀复合材料具有相同物理厚度的等效均匀层的有效折射率。测量复透射和反射系数是获得该参数的最严格的方法之一。我们质疑Grigorenko的声明（Optics Letters 31，2483（2006）），即仅测量反射强度光谱就足以确定有效折射率。我们讨论了Grigorenko的技术的基本缺点，使用一个先验规定的色散行为与一个给定的超材料和一个“有效的光学厚度”，小于样品的实际厚度的最佳拟合近似。我们的模拟并未证实Grigorenko论文关于纳米柱样品在可见光谱范围内的负折射率和负渗透率的结论。

光学超材料中的负Index of Refraction

Negative Index of Refraction in Optical Metamaterials

平行金纳米棒对的阵列被示出在1.5微米的光通信波长处具有负折射率n '=-0.3。这种效应是由纳米棒对中的等离子体共振引起的，用于光的电和磁分量。折射率检索从直接的相位和振幅测量的透射和反射，这都是非常符合我们的有限差分时域模拟。折射主要取决于透射波的相位，这强调了相位测量在寻找n '中的重要性。

一种片上全电介质可加工容差零折射率超材料

On-chip all-dielectric fabrication-tolerant zero-index metamaterials

零折射率超材料（ZIMs）提供了前所未有的操纵光的方法，并且在广泛的应用中引起兴趣，包括光学隐身、超耦合和非线性光学中的非常规相位匹配特性。阻抗匹配的ZIM可以通过由布里渊区中心处的两个线性带（通常是电偶极子模式和横向磁偶极模式）的意外简并引起的光子Dirac-cone（PDC）色散来获得。因此，PDC只能针对超材料的几何参数的特定组合来实现，并且因此对制造缺陷敏感。这些制造缺陷可能限制在实际应用中的有用性。在这项工作中，我们克服了这个障碍，并证明了强大的全介质（AD）ZIM，支持PDC分散在宽的参数空间。我们的结构，由硅柱阵列在二氧化硅衬底上，是在硅绝缘体（SOI）平台上制造的，并在电信波长工作。

层状金属介质光学超材料中的负refractive index和高次谐波

Negative refractive index and higher-order harmonics in layered metallodielectric optical metamaterials

我们研究了光在三维双周期Ag/TiO 2多层超材料中的传播，该超材料由工作在可见光和紫外光谱范围内的耦合等离子体波导组成。对于这些频率，波导平面中的光传播由负相速度描述，而对于正交方向的光传播由大量谐波组成的布洛赫波描述。因此，该材料通常不能用单一的相位指数来描述：将布洛赫波分解为不同的谐波，我们表明，对于感兴趣的波长范围，正指数m=1的谐波在正交方向上主导光的传播。数值模拟和光学折射实验证实了这些结果的双周期Ag/TiO 2多层超材料棱镜在380-600 nm的光谱范围内，这表明与右手谐波相关的正折射占主导地位。研究的等离子体轮廓，我们发现，尽管发生多个谐波的双周期结构可以作为一个平面透镜：对于一个平板组成的整数个单位细胞的所有谐波退化和建设性地干涉在图像平面。这项工作确定了许多三维周期性超材料的设计相关的重要考虑因素。

负折射率超材料的高对称性与光学各向同性

High symmetry versus optical isotropy of a negative index metamaterial

光学各向同性超材料是实现亚波长成像系统所必需的材料。乍一看，人们会认为它们的设计应该基于表现出立方对称性的晶胞，立方对称性是最高的晶体对称性。预期这是一个充分条件，因为通常假设光不能解析MM的空间细节，但经历有效介质的性质，然后是光学各向同性的。在这项工作中，我们挑战这个假设，通过分析分解立方体在骨架（SCIC）负折射率MM的色散关系的等距面。我们表明，这个MM基本上是光学各向同性的，但不是在光谱域中，它表现出负折射。这方面的贡献的主要目标是介绍一种工具，允许探测的MM对光学各向同性。

电子束驱动的有源负折射率超材料

Active Negative Index Metamaterial Powered by an Electron Beam

介绍了一种新型的有源负折射率超材料，它的增益来自于电子束。这种超材料由一堆等距的平行金属板组成，金属板上有一排周期性的孔，形状像互补的开口环谐振器。结果表明，这种结构支持一个负折射率的横向磁电磁模式，可以与相对论电子束共振相互作用。这种超材料可以用作相干辐射源或粒子加速器。

Mid-infrared photodetector based on 2D material metamaterial with negative index properties for a wide range of angles near vertical illumination

We present the vertically illuminated Si compatible mid-infrared photodetectors based on graphene that forms negative-index metamaterial. The coupling into a 2D layer at the angles near normal to the surface is negligible without the help of a metamaterial. We propose a low loss metamaterial, the dielectric structure with the nano/microholes through 2D materials that supports a resonance and enhances quantum efficiency in a wide range of incident angles.

宽频带下具有超高效率refractive index的三维超材料

Three-dimensional metamaterials with an ultra-high effective refractive index over broad bandwidth

作者介绍了一种通用机制，基于静电和静磁的考虑，设计三维同位素超材料，具有增强的折射率在一个非常大的频率范围。该机制允许在不使用谐振元件的情况下几乎独立地控制有效介电常数和磁导率。

在负refractive index超材料中用增益克服损耗

Overcoming losses with gain in a negative refractive index metamaterial

基于全矢量三维Maxwell-Bloch方法，研究了在负折射率渔网状超材料中利用增益来克服损耗的可能性。我们表明，适当放置光泵激光染料（增益）到超材料结构的结果在一个频带中的非双各向异性超材料成为放大。在该区域中，有效折射率的实部和虚部同时变为负值，并且品质因数在两个不同的频率点处发散。