Does negative refraction make a perfect lens?
V.Veselago在1967年和J.Pendry在2000年对一个问题进行了讨论。问题是：一块具有负折射的材料能制造出完美的透镜吗？彭德里的结论是：是的，它可以。我们的结论是：不，实际上它不能，因为板的折射系数的波动。讨论了线性等晕光学仪器的分辨能力。
2008-09-01 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Metasurfaces for perfect and full control of refraction and reflection
在这次演讲中，我们提出并讨论了一种新的通用方法来合成的元表面的透射和反射场的完全控制。该方法是基于使用的等效阻抗矩阵连接的切向场分量在两侧的元表面上。找到阻抗矩阵组件，我们能够合成的元表面，完美地实现所需的响应。我们将解释可能的替代物理实现，并揭示双各向异性耦合的关键作用，以实现通过完全匹配的超颖表面传输的完全控制。这篇摘要总结了我们在超颖表面上的结果，以实现任意方向的完美折射。
2016-03-23 physics.optics
Comment on: Reply to comment on `Perfect imaging without negative refraction'
在讨论Leonhardt的原始论文[Leonhardt-2009 njp]的评论/回复序列[Blaikie-2010 njp，Leonhardt-2010 njp]中，讨论了Maxwell鱼眼透镜的镜像版本是否获得了完美的成像。在这里，我们表明，因果关系的解决方案，可以得到不需要一个“积极的本地排水”，相反的索赔[Leonhardt-2010 njp]。
2012-10-18 physics.optics
Coherent perfect absorption mediated anomalous reflection and refraction
我们证明了在双向照明下，在一个独立的波纹金属膜的正常同一侧的光弯曲。利用相干完全吸收（CPA）来抑制镜面零阶，从而导致光有效地向后弯曲成“-1”阶，而“+1”阶与表面模式共振。结果表明，该效应是相敏的，在相同的几何结构中产生CPA和超散射。
2012-07-23 physics.optics
Negative index of refraction, perfect lenses and transformation optics -- some words of caution
在本文中，我们表明，一个负折射率是不是一个直接的含义与方向反转的非同态变换光学。相反，由于符号自由度的特定选择，出现了负指数。此外，我们指出，变换设计的透镜，它依赖于时空折叠的概念，不放大倏逝模，相反，Pendry-Veselago透镜。相反，像点处的倏逝模由复制源产生，因此不发生近场成像（完美透镜效应）。
2010-01-26 physics.optics
Negative index of refraction, spacetime folding and perfect imaging in transformation optics
负折射率已经成为变换光学的一个公认部分，这是在改变流形方向的变换中遇到的。基于这一概念，人们提出了各种完美透镜的设计，它们都依赖于空间或时空的折叠，其中从电磁空间到实验室空间的映射是多值的。最近，Leonhardt和Philbin提出了一种新的完美成像概念，它也使用多值映射，但既不包括负折射率，也不包括渐逝模的放大。在这种情况下，据推测，多值映射应被视为完美成像的基础，而不是放大倏逝模式。从这个角度来看，基于负折射率的标准镜片可能是有用的。在本文中，我们表明，一个负折射率不是一个固有的特性的变换光学，而是出现作为一个特定的选择的一个符号的歧义。此外，我们指出，变换设计的透镜不放大倏逝模，与Pendry-Veselago透镜。相反，像点处的倏逝模由复制源产生，因此不发生近场的成像。
2009-12-14 physics.optics
Perfect control of reflection and refraction using spatially dispersive metasurfaces
非均匀超颖表面（电薄复合层）可用于成形折射和反射的电磁波。然而，基于广义折射和反射定律的已知设计方法不允许实现完美执行的设备：总是存在一些寄生反射到不期望的方向。在本文中，我们介绍和讨论了一种通用的方法来合成的超表面的透射和反射平面波的完全控制，并显示出完美的性能可以实现。该方法是基于使用的等效阻抗矩阵模型连接的切向场分量在两侧的元表面上。通过这种方法，我们能够理解为了完美地实现所需的响应，需要元表面的哪些物理属性。此外，我们确定所需的超颖表面单位细胞的极化率，并讨论合适的细胞结构。看来，只有空间色散超颖表面允许实现入射平面波到任意方向的完美折射和反射。特别地，理想折射仅在超颖表面是双各向异性（弱空间色散）时才是可能的，并且没有偏振变换的理想反射需要具有对场的特定的强非局部响应的空间色散。
2016-08-22 physics.optics
Approximate magnifying perfect lens with positive refraction
我们提出了一种具有正各向同性折射率的设备，该设备在几何光学内创建光学均匀的三维空间区域的近似放大的完美实像。它的关键成分是一种新的折射率分布，可以作为一个近似完美的镜头本身，具有非常温和的折射率范围。
2012-01-12 physics.optics
Negative Refraction Does Not Make Perfect Lenses
在n=1的正常介质和n=-1的理想负折射率介质之间的界面处的倏逝波传输的电磁边界问题的被广泛接受的理论处理忽略了界面处的非零感生表面电流和电荷密度，并且是自不一致的。我们重新解决的电磁边界问题，考虑到非零的感应表面电流和电荷密度，已被忽略到目前为止，其他人。我们给出了这种特殊情况下的精确的表面感应电流和电荷分布，并使用格林函数方法解析地求解了折射场和反射场。自洽的解决方案产生的透射系数为1和反射系数为0的所有倏逝波。因此，我们发现，与普遍的看法相反，负折射率并不能制造出完美的镜片。
2013-06-10 physics.optics
Perfect antireflection via negative refraction
我们建议一个几何框架来讨论负折射材料板的作用。我们发现，这些板块产生相同的轨道作为正常的材料，但在相反的方向跟踪。这一性质使我们能够确认，任何无损多层膜的作用都可以通过将其与构造为反转镜像的多层膜（$ε$和$μ$的符号反转）放在一起来光学抵消。
2005-09-14 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Negative Refraction Makes a Perfect Lens
本文提出利用负折射率材料平板构建超级透镜，可聚焦包括非辐射分量在内的所有傅里叶分量，突破传统透镜的波长限制，并展示微波波段及可见光频段薄银板的实现方案。
2025-07-02 physics.optics
Perfect Anomalous Refraction with Metagratings
我们提出了一种方法来设计metagratings完美的反常折射，多层加载线阵列的基础上。在最近的工作中，它已被证明，这种结构可以实现完美的反常偏转和光束分裂在\emph{reflect-mode}，使用只有少数的亚波长元原子每个（波长尺度）的宏观周期。扩展以前的配方，使操作的\emph{transmitted}领域以及，我们推导出的散射场，电流感应的导线，和个别负载阻抗之间的解析关系，并强制执行的条件，保证消除寄生散射，同时保留一个被动和无损的结构。利用我们最近的研究结果，我们演示了如何多层metagrates可以实现使用现实的印刷电容器负载，其几何形状可以解析。因此，该设计方案可以完全在MATLAB中实现，规定了简单的物理结构，实现了最佳的异常折射效率，甚至不需要一个完整的波模拟。这为利用这种新颖的概念用于需要控制透射衍射模式的应用铺平了道路（例如，透镜），利用高效和严格的设计方案以及简化的结构。
2018-04-03 physics.app-ph physics.optics
Metal-Free Flat Lens Using Negative Refraction by Nonlinear Four-wave Mixing
具有无限分辨率的完美透镜一直是理论和实验物理学家的挑战。光学超材料的最新发展预示着一种有吸引力的方法，即使用负折射来克服衍射极限，从而提高分辨率。然而，这些人工设计的超材料通常伴随着金属的高损耗，并且非常难以制造。一种利用四波混频产生负折射的替代方案最近引起了人们的极大兴趣，尽管大多数现有的实验仍然需要金属，并且没有一个实验是在光学透镜上实现的。在这里，我们实验证明了一个无金属的平面透镜的第一次使用负折射的简并四波混频与薄载玻片。我们利用非线性折射定律实现了光学透镜效应，这在显微镜中可能有潜在的应用。
2014-11-18 physics.optics
Plasmonic space folding: focussing surface plasmons via negative refraction in complementary media
我们扩展了完美透镜的设计，以聚焦在两个介电常数符号相反的各向异性介质之间的界面上传播的表面等离子体激元（SPPs）。我们确定的各向异性和异质张量的介电常数和磁导率，推导出一个坐标变换，在色散关系管理传播的SPPs的组件所发挥的作用。我们说明了我们的理论与三维有限元计算的完美的平面和柱面透镜聚焦的SPP。
2010-11-19 physics.optics
Zero-refraction in natural materials and the mechanism of metal superlens
发现单负材料在近场具有零折射特性，指出金属超透镜成像的分辨率超过衍射极限的机理不同于双负材料构成的理想透镜。揭示了金属超透镜的原理。基于零折射特性的数值计算结果与实验结果吻合较好。这一工作为单负材料的研究带来了新的认识，并将为金属超透镜的应用指明正确的方向。
2011-08-21 physics.optics
Comment on 'Propagation and Negative Refraction,' IEEE Microwave Magazine, pp. 58-65, July/August 2012
我们讨论并澄清了最近一篇关于超材料负折射的文章中出现的一些误导性陈述。在这篇评论中，我们理顺了负折射和负折射率超材料背后的物理意义和潜在现象，并表明这些现象与因果关系完全一致。希望这篇评论能引起作者、评论者和读者的注意，使他们注意到大量支持单一界面负折射的严格分析、数值和实验证据，以避免重新引发误导而不是教育物理和工程界的争论。
2012-10-15 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Negative refraction and sub-wavelength imaging using transparent metal-dielectric stacks
已知负折射发生在同时具有负电容率和负磁导率的材料中;因此它们被称为负折射率材料。然而，没有已知的天然材料表现出负折射率。在很大程度上，对这些材料的兴趣是由于推测它们可以用作具有超分辨率的完美透镜。我们提出了一种新的方法，实现负折射与目前可用的技术，基于透明的，金属-电介质多层结构。这些结构的优点是，可调谐性和传输（远高于50%），可以在可见光波长范围内实现。我们证明了负折射和超分辨率在这些结构。我们的发现指出了一种更简单的方法来制造具有负折射的材料。这不仅为负折射开辟了一条全新的道路，而且还扩大了金属中波传播效应的探索。
2006-07-15 physics.optics
Negative refractive perfect lens vs Spherical geodesic lens. Perfect Imaging comparative analysis
负折射透镜（NRL）已经表明，光学系统可以产生细节低于经典阿贝衍射极限的图像。该光学系统将由物体表面发射的电场传输到图像表面，在两个表面中产生相同的场分布。特别地，物表面中的狄拉克δ电场被聚焦而不受像表面中的狄拉克δ电场的衍射限制。Maxwell鱼眼接目镜（MFE）和球面短程线波导（SGW）已经被声称使用具有不同含义的正折射来突破衍射极限。在这些情况下，已经考虑了从点源到点接收器的功率传输，当接收器从焦点移位远小于波长的距离时，功率传输急剧下降。虽然这些系统可以检测高达波长/500的位移，但它们不能与NRL进行比较，因为物体和图像表面的概念尚未建立。在这里，它提出了一个分析的SGW与定义的对象和图像表面。结果表明，物体表面的狄拉克δ电场在像面上产生低于折射极限的像。
2012-04-12 physics.optics
Bidirectional acoustic negative refraction based on a pair of metasurfaces with both local and global PT-symmetries
负折射在声波操纵和成像中起着重要的作用。然而，基于声学超材料的常规系统受到由损耗相关和分辨率问题引起的限制。在这项工作中，宇称时间（PT）对称系统被引入到实现无损耗双向声负折射。该系统是由一对局部PT对称的多层超颖表面包围的自由空间区域，这也形成了一个整体的PT对称。双向负折射的性质，这是罕见的定期PT对称结构，是有关的放大和吸收共存的局部PT对称超颖表面在其PT中断阶段。这样的超颖表面可以根据入射方向在相干完美吸收体（CPA）和放大器之间自由地切换它们的状态。我们的结果提供了一个新的物理机制，实现双向功能的PT对称系统。
2019-11-08 physics.app-ph physics.optics
Super-resolution imaging in absolute instruments
已经证明负折射是完美的透镜。然而，在几乎没有损失的情况下，成像功能将受到严重损害。后来，人们证明了麦克斯韦的鱼眼透镜接目镜的正折射也可以成为完美透镜。然而，在成像位置处引入的排水问题上发生了强烈的争论。在这项工作中，我们首次发现，固体浸没麦克斯韦接目镜可以用于超分辨率成像。我们发现，这是由于完美的聚焦和全反射在外部界面，从而在空气背景中的所需位置形成超分辨率图像。这种简单的机制也将适用于其他绝对仪器和更多功能的超级成像系统将被期待。
2021-07-04 physics.class-ph physics.optics
What are the left-handed media and what is interesting about them?
我们回顾了广泛讨论的关于波在介电常数和磁导率均为负的介质中的传播和折射的观点。对负折射违反因果性原则的批评。从初波方程出发，分析了光束在左手介质边界上的折射。被认为是一个完美的透镜形成的左手材料的平面层的物理。
2004-09-01 cond-mat.other physics.class-ph physics.optics
On metallic gratings coated conformally with isotropic negative-phase-velocity materials
差分方法（也称为C方法）的应用，平面波衍射的一个完美的传导，正弦波纹金属光栅涂有线性，均匀，各向同性，无损介电磁性材料表明，涂层材料的负折射率可以提供增强的最大非镜面反射效率相比，涂层材料的正折射率。
2007-10-30 physics.class-ph physics.optics
Negative refraction by a virtual photonic lattice
对光子学和超材料的研究不断挑战我们对光的行为的直观理解。近年来，我们已经看到了负折射，光通过平板聚焦，“完美”棱镜和“隐形衣”[1-6]。通常理解，这种不寻常行为的原因是强（异常）色散，即，材料特性对光的频率的依赖性。色散可以是由于材料的自然微观共振（如表面等离子体激元-极化激元），或者是由于周期性晶格的有效共振（带隙）（如光子学[7-9]）。超材料采用了两种方法中较好的一种，它代表了一个周期性的亚波长粒子阵列，这些粒子被调谐到特定的频率波段共振。然而，目前，我们对有限尺寸的周期性光子晶体或超材料样品对宏观性质（如折射）的影响只有非常基本的理解。然而，每一个有限的介质物体是一个中等质量的谐振器，其本征模式形成一个虚拟的光子晶格，具有自己的角带隙和优选的传播方向。在这里，我们表明，这种虚拟晶格产生非平凡的实际效果，甚至均匀的介质谐振器可能会产生负作用，没有负或周期性调制的介电常数/磁导率。我们还提出了一种简单的方法来控制周期的虚拟光子晶格通过改变谐振器的横向尺寸。我们的研究表明了三维共振现象在光学中的重要性，并可能导致具有不寻常特性的新光学器件。
2008-05-06 physics.optics
Revisiting the Perfect Lens with Loss
在负折射率介质必然是色散和有耗的假设下，重新考虑了倏逝波在空气与负折射率介质交界面上的折射。我们表明，所有的倏逝波在空气中将被折射成衰减的传播波内的负折射率介质，具有不同的空间频率分量具有不同的传播方向，这是在时间和空间上分离，因此没有重新聚焦这些倏逝波是可能的。因此，由倏逝波编码的所有信息将在图像中丢失，使得亚衍射极限成像不可能。
2009-06-25 physics.class-ph physics.optics
Review of foundational concepts and emerging directions in metamaterial research: Design, phenomena, and applications
在过去的二十年里，人们发现被称为超材料的人造结构表现出非凡的材料特性，能够前所未有地操纵电磁波、弹性波、分子和粒子。负折射、带隙、近完美波吸收、波聚焦、负泊松比、负热导率等现象，所有这些材料都是可能的。超材料最初是在电动力学中理论化和制造的，但对其应用的研究已经扩展到声学，热力学，地震学，经典力学和质量传输。在本研究更新中，我们按领域总结了超材料的历史，当前进展状态和新兴方向，重点是每个学科基础的统一原则。我们讨论了超材料背后的不同设计和机制，以及每个领域的控制方程和有效材料参数。最后，讨论了超材料的应用前景。最后，我们提供了一个展望未来的进展，在新兴领域的超材料。
2022-11-06 physics.app-ph physics.optics
