87、手性负折射平行板波导与小型风力发电系统LCA技术研究

手性负折射平行板波导与小型风力发电系统LCA技术研究

1 手性负折射平行板波导研究

1.1 研究背景

手性材料因其光学活性和圆二色性特点而备受关注，科学家们对其电磁特性及在平板波导中的应用进行了诸多研究。近年来，发现手性介质可实现负折射，当手性参数足够大时，一种圆极化波会出现负折射，而另一种圆极化波的折射率仍为正。此前已有对PEC（理想电导体）背衬的手性平板和手性负折射波导的分析，本文则聚焦于PMC（理想磁导体）边界下的手性负折射平行板波导。

1.2 理论分析

1.2.1 波导结构与本构关系

考虑一个均匀、互易且各向同性的手性波导，其核心材料为手性材料，核心厚度为d，两块PMC板分别位于x = d/2和x = -d/2处。假设时间谐波依赖为$e^{j\omega t}$，手性介质中的本构关系如下：
[
\begin{cases}
D = \varepsilon E - j\kappa\sqrt{\mu\varepsilon}H \
B = \mu H + j\kappa\sqrt{\mu\varepsilon}E
\end{cases}
]
其中，$\varepsilon$、$\mu$和$\kappa$分别为手性介质的介电常数、磁导率和手性参数。

1.2.2 波数与电磁场分解

在无限手性介质（y方向）中有两种传播模式，即右旋圆极化（RCP，+）和左旋圆极化（LCP，-），其波数可表示为$k_{\pm} = k_0n(1 \pm \kappa)$，其中$k_0 = \omega\sqrt{\mu_0\varepsilo