关于光子晶体和超材料的几个专题

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Antonello Andreone 等编

本书着重介绍了光子晶体和超材料这一研究领域的几个专题，该领域是过去10年中发展最迅速的学科之一。 超材料是指一些具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料。通过在材料的关键物理尺度上的结构的有序设计，可以突破某些表观自然规律的限制，从而获得超出天然材料固有的普通性质的超常材料功能，超材料包括光子晶体、超磁性材料、左手材料等。其中，光子晶体是由具有不同反射率的材料在空间交替构成的一种周期结构，E. Yablonovitch和S. John于1987年独立地提出了光子带隙（Photonic Bandgap）材料即光子晶体的概念。光子晶体的最根本特征是具有光子禁带，落在禁带中的光是被禁止传播的。由于光在与其波长相匹配的周期结构中运动时，受到周期的散射和衍射，于是便产生了光的频率禁阻，在该系统中，某些频段的电磁波强度因破坏性干涉呈指数衰减，无论横向还是纵向的振动都无法在介质中传播，从而形成电磁波能隙。

本书精选了近年来体现光子晶体和超材料的发展和重要进展的相关主题和文章，包括已经发表的上述期刊和会议论文，使读者可以深入了解当今光子晶体和超材料这一研究领域的重要成果和追踪发展趋势。由于光子晶体和超材料具有的上述独特性质，这些年对光子晶体和超材料的研究兴趣迅速增长，最明显的是其相关出版物的稳步增长速度，包括新创立的光子晶体和超材料专题期刊，和举办的相关会议和研讨会。这些交流活动也促进了光子晶体和超材料的发展，有利于国际上开展具有先进水平的研究工作。来自学术界和工业界的著名科学家在光子晶体和超材料学科上进行了广泛的讨论，并提出和开发了大量新型应用，涉及各个应用方面，包括建模、现象分析、实验和技术方面。

本书作者是来自意大利那不勒斯费德里克二世大学的Antonello Andreone，主编为意大利德尔桑尼奥大学的Andrea Cusano、Antonello Cutolo和Vincenzo Galdi。利用光子晶体和超材料可以实现一些非常奇特的物理现象，这些现象和相关原理在本书各章中均作了详细说明，每章均由各专业领域内的知名学者任编辑，主要内容有：光子晶体和超材料；准光子晶体的共振导引传播；光组装分子；方向性增强天线的电磁带隙超材料；变换电磁学机理；电磁隐身衣在非辐射取消电流的应用；生物传感的光子晶体；负磁导率超材料波导中的慢光效应；二维和三维光子晶体的制备。

本书适用的读者为对电磁学、光学、信息和纳米技术感兴趣的研究生和研究人员。

杨盈莹，助理研究员

（中国科学院半导体研究所）