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光学和声学*材料与*表面中波的行为，在信息传输，网络、光和声的调控等领域*有许多潜在应用，在*内外得到广泛研究。本书从光学和声学*材料与*表面的概念出发，依据局域共振原理，采用仿生设计模型系统介绍了作者课题组近二十年在光学和声学*材料与*表面材料及器件等方面的研究工作。总结和探讨了自下向上组装的光学*材料和*表面结构单元、树枝状结构与材料性能的内在联系及变化规律，为研制高性能光学*材料和*表面提供了新方法。基于声学*原子和*分子模型介绍了负质量密度、负弹性模量、双负声学*材料与*表面；*原子簇和*分子簇产生的多频与宽频声学*材料及*表面。另外，本书还从理论和实验介绍了窄带、多带与宽带*材料完全吸声器，水介质中*声*材料、拓扑声学*材料。

目录　

前言　

上篇　由下向上制备光学*材料与*表面　

第1章　光学*材料与*表面概述　3　

1.1　光学*材料设计　3　

1.2　光学*材料新物理*性　5　

1.2.1　负折射效应　5　

1.2.2　*成像*棱镜　8　

1.2.3　光学隐身斗篷　9　

1.3　光学*材料制备　11　

1.3.1　“自上而下”刻蚀技术　11　

1.3.2　“自下而上”电化学方法　13　

1.4　光学*表面　14　

1.4.1　光学*表面设计原理　14　

1.4.2　光学*表面*征　16　

1.5　光学*表面实现　17　

1.5.1　Pancharatnam-Berry相位不连续　17　

1.5.2　间隙模式引起的相位不连续　18　

1.5.3　惠更斯*表面　19　

1.5.4　*透射阵列*表面　19　

1.5.5　双层光学*表面　20　

1.6　光学*表面应用　21　

1.6.1　光束偏转器与*透镜　21　

1.6.2　光学偏振控制器　23　

1.6.3　消色差光学*表面　25　

1.7　光学*表面的问题与展望　26　

1.7.1　*表面中的损耗　26　

1.7.2　光学*表面展望　26　

参考文献　27

第2章　树枝结构红外和可见光*材料　38　

2.1　双模板法制备树枝结构*材料　38　

2.1.1　制备流程　38　

2.1.2　周期性多孔氧化锌模板制备　39　

2.1.3　红外银树枝结构*材料　42　

2.1.4　红外银树枝结构性质　48　

2.1.5　可见光银树枝结构性质　51　

2.2　电沉积法制备铜树枝结构*材料　55　

2.2.1　红外铜树枝负磁导率材料　55　

2.2.2　红外铜树枝结构*材料　64　

2.3　电沉积法制备银树枝*材料　69　

2.3.1　点电*电沉积法　69　

2.3.2　平板电*电沉积法　76　

2.4　红外树枝结构*材料　90　

2.4.1　制备流程　90　

2.4.2　结果与讨论　93　

2.5　可见光树枝结构*材料　99　

2.5.1　实验制备　99　

2.5.2　结果与讨论　101　

2.6　空间光谱分离现象　103　

2.6.1　绪言　103　

2.6.2　*材料楔形光波导制备　103　

2.6.3　楔形光波导结果与讨论　104　

2.6.4　普通楔形光波导制备与测试　106　

2.7　柔性基底树枝结构*材料　107　

2.7.1　柔性基底树枝*材料制备　107　

2.7.2　光学*性测试　110　

参考文献　112　

第3章　准周期渔网结构*材料　118　

3.1　引言　118　

3.2　理论和仿真分析　119　

3.2.1　理论模型　119　

3.2.2　仿真计算S参数　120　

3.2.3　反演计算有效介质参数　121　

3.2.4　非对称引起的损耗　123

3.2.5　掺杂增益介质降低损耗　124　

3.3　金属银双渔网结构制备　125　

3.3.1　制备流程　125　

3.3.2　二维PS胶体晶体制备　126　

3.3.3　金属银网格结构制备　132　

3.3.4　双渔网结构制备与表征　138　

3.4　双渔网结构光学性质　139　

3.4.1　样品可见光透射谱　139　

3.4.2　等效介质参数　140　

3.4.3　透射增强现象　142　

3.4.4　RhB物理机理　144　

3.5　*材料吸收器　146　

3.5.1　银网格吸收器　146　

3.5.2　折射率传感器　148　

3.5.3　双渔网结构多频吸收器模型　150　

3.5.4　树枝*材料吸收器　152　

参考文献　159　

第4章　纳米颗粒组装*材料　163　

4.1　引言　163　

4.2　银树枝状颗粒单层组装*材料　163　

4.2.1　制备流程　163　

4.2.2　制备方法　164　

4.2.3　*材料透射性质　170　

4.2.4　*材料平板聚焦　171　

4.3　银树枝颗粒多层组装三维*材料　174　

4.3.1　制备工艺流程　174　

4.3.2　制备方法与表征　174　

4.3.3　可见光透射*性　180　

4.3.4　平板聚焦效应　181　

4.4　树枝状金纳米颗粒组装*材料　183　

4.4.1　样品制备及形貌表征　183　

4.4.2　光透射*性　184　

4.4.3　平板聚焦　185　

4.5　花朵形银纳米颗粒*材料　186　

4.5.1　样品制备　186

4.5.2　透射性质　189　

4.5.3　平板聚焦　190　

4.6　树枝状PAMAM与银纳米颗粒复合物　191　

4.6.1　PAMAM基银复合物*材料　191　

4.6.2　PAMAM基纳米银薄膜微观结构　198　

4.6.3　聚焦结果　201　

4.6.4　PAMAM纳米银薄膜光自旋霍尔效应　202　

4.7　其他形貌银颗粒　206　

4.7.1　F127*护剂制备树枝状银微米粒子　206　

4.7.2　片状银纳米粒子制备　206　

4.7.3　多孔状银微米粒子　208　

参考文献　209　

第5章　拓扑结构*材料　211　

5.1　引言　211　

5.2　*簇结构设计及仿真结果　211　

5.2.1　结构模型　211　

5.2.2　红光波段光学响应　213　

5.2.3　绿光波段光学响应　220　

5.2.4　准周期*材料结构设计　221　

5.3　球刺状*材料性质　223　

5.3.1　样品的制备及表征　223　

5.3.2　样品透射性质　230　

5.4　球刺状*材料光学性能　233　

5.4.1　负折射测试　233　

5.4.2　位移　237　

5.4.3　彩虹捕获效应　244　

5.4.4　反常多普勒效应　249　

参考文献　258　

第6章　树枝结构*表面　263　

6.1　引言　263　

6.2　树枝*表面制备　264　

6.2.1　制备流程　264　

6.2.2　单层银树枝*表面　264　

6.2.3　双层银树枝*表面　269　

6.3　树枝*表面性质　271　

6.3.1　红外波段*表面　271　

6.3.2　可见光波段*表面　274　

6.3.3　*表面聚焦效应测试　279　

6.4　可见光波段*表面*控微分运算　283　

6.4.1　设计原理　284　

6.4.2　微分性质仿真计算　287　

6.4.3　微分性质实验测试　288　

参考文献　292　

第7章　*表面反常光学行为　296　

7.1　树枝*表面反常GH位移　296　

7.1.1　GH位移与负GH位移　296　

7.1.2　GH位移测量　297　

7.2　树枝*表面彩虹捕获效应　301　

7.2.1　彩虹捕获概念　301　

7.2.2　*表面楔形波导实现彩虹捕获　302　

7.2.3　楔形波导出射光功率　306　

7.3　*表面偏振转换　308　

7.3.1　树枝单元结构与模拟　308　

7.3.2　*表面偏振转换实验　312　

7.3.3　反射模式*表面偏振转换　316　

7.4　准周期树枝簇集*表面反常光自旋霍尔效应　321　

7.4.1　光自旋霍尔效应概论　321　

7.4.2　准周期树枝簇集*表面设计与制备　324　

7.4.3　*表面反常光自旋霍尔效应实验　329　

参考文献　333　

下篇　*原子和*分子构筑声学*材料与*表面　

第8章　声学*材料与*表面概述　339　

8.1　声学*材料　339　

8.2　负参数声学*材料　340　

8.2.1　负质量密度　340　

8.2.2　负弹性模量　343　

8.2.3　双负声学*材料　346　

8.3　声学*材料的新物理*性　349

8.3.1　负折射及聚焦　349　

8.3.2　倏逝波放大及亚波长成像　351　

8.3.3　*声吸收　354　

8.3.4　反常多普勒效应　355　

8.3.5　变换声学及隐身斗篷　356　

8.3.6　声反常透射和声波准直器件　359　

8.3.7　声学*材料其他应用　360　

8.4　声学*表面　363　

8.4.1　反常反射现象　363　

8.4.2　反常透射现象　366　

8.4.3　平板*棱镜　368　

8.4.4　其他奇异效应　370　

参考文献　371　

第9章　声学*原子模型　380　

9.1　引言　380　

9.2　负弹性模量*原子　381　

9.2.1　模型　381　

9.2.2　*维负弹性模量声学*材料　383　

9.2.3　二维负弹性模量声学*材料　392　

9.3　负质量密度*原子　399　

9.3.1　模型分析　399　

9.3.2　负质量密度*材料　401　

9.4　双负*原子复合*材料　406　

参考文献　410　

第10章　*分子声学*材料　414　

10.1　引言　414　

10.2　*分子模型　415　

10.3　低频*分子双负声学*材料　416　

10.3.1　实验测试　416　

10.3.2　等效模量计算　418　

10.3.3　平板聚焦效应　419　

10.3.4　亚波长*分辨成像效应　422　

10.4　高频*分子双负声学*材料　423　

10.4.1　样品制备　423　

10.4.2　实验测试及结果分析　425

10.4.3　等效参数　427　

10.4.4　负折射实验　429　

10.4.5　平板聚焦效应　430　

10.4.6　反常多普勒效应　431　

参考文献　434　

第11章　*原子簇与*分子簇声学*材料　437　

11.1　引言　437　

11.2　负弹性模量*原子簇*材料　437　

11.2.1　开口空心球*材料性质　437　

11.2.2　多频与宽频负弹性模量*材料　445　

11.2.3　多层结构的多频*材料　452　

11.2.4　对开口空心球宽频*材料　458　

11.3　负质量密度*原子簇*材料　464　

11.3.1　单频声学*材料　464　

11.3.2　宽频声学*材料　468　

11.3.3　反常多普勒效应　474　

11.4　*分子簇双负声学*材料　476　

11.4.1　基于不同管长的宽频*材料　476　

11.4.2　基于不同侧孔口径的宽频*材料　480　

11.4.3　两种调制方式组合的宽频效应　483　

11.5　*分子簇集宽频*材料　484　

11.5.1　理论模型　485　

11.5.2　透反射性质　487　

11.5.3　负折射实验验证　490　

11.5.4　反常多普勒效应　492　

参考文献　497　

第12章　管乐器的反常多普勒效应　500　

12.1　引言　500　

12.2　竖笛反常多普勒效应与负折射*性　501　

12.2.1　多普勒效应理论　501　

12.2.2　竖笛实验装置及测试　501　

12.2.3　结果与讨论　502　

12.3　横笛反常多普勒效应与负折射*性　507　

12.3.1　实验装置及测试　507　

12.3.2　结果与讨论　507

12.4　单簧管反常多普勒效应与负折射*性　510　

12.5　其他管乐器的行为　512　

参考文献　513　

第13章　水介质中*声*材料　516　

13.1　引言　516　

13.2　负质量密度水声*材料　518　

13.2.1　模型分析与证明　518　

13.2.2　样品制备与测试　520　

13.2.3　结果与讨论　523　

13.3　双负水声*材料　528　

13.3.1　模型设计与理论分析　528　

13.3.2　样品制备与实验装置　530　

13.3.3　结果与讨论　531　

参考文献　536　

第14章　声学*表面　538　

14.1　引言　538　

14.2　基于*原子结构的声学*表面　539　

14.2.1　声学*表面基本理论　539　

14.2.2　开口空心球声学*表面　540　

14.2.3　双开口空心球声学*表面　544　

14.2.4　对开口空心球声学*表面　553　

14.3　*分子结构声学*表面　558　

14.3.1　开口空心管声学*表面　558　

14.3.2　*分子结构宽频声学*表面　563　

参考文献　567　

第15章　拓扑声学*材料　569　

15.1　引言　569　

15.2　*原子声学拓扑*材料　570　

15.2.1　空心管声学拓扑*缘体　570　

15.2.2　空心管声学谷拓扑*缘体　580　

15.2.3　开口环(球)声学谷拓扑*缘体　585　

15.3　*分子声学拓扑*材料　592　

15.3.1　可重构拓扑相变声学*材料　592　

15.3.2　*分子谷拓扑*缘体　604　

15.4　多频声学谷霍尔拓扑*缘体　607

15.4.1　拓扑晶格设计　607　

15.4.2　能带分析和拓扑相变　608　

15.4.3　单*结构调节研究　609　

15.4.4　能带色散可调和拓扑边缘态传输　610　

15.4.5　实验验证　613　

参考文献　615　

附录　619

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