左手物質

所謂左手物質是相對通常的右手物質而言的，他是前蘇聯科學家V. Veselago於1960年提出的。所謂左手物質是指如果一個物質的介電常數與磁導係數的值都是負的，則光在這種物質里傳播時就會產生逆杜普勒效應、逆斯乃耳（Snell）和逆車林可夫輻射（Cerenkov）效應，這種物質稱作為左手物質，因為電磁波在此種物質中的行進方向與電磁場的關係必須用左手定則來描述，而非一般物質所遵守的右手定則。當一束電磁波從右手物質入射到左手物質時，入射線和出射線將出現在法線的同一側，這就是所謂的負折射率現象。這種現象直到2001年才從實驗上得到證實，並引起了廣泛興趣，研究進展很快。
2003年，E.Cubukcu 和K.Aydin 在“自然”雜誌（Nature 423，604，2003）發表文章，描述了電磁波在兩維光子晶體中的負折射現象的實驗結果。實驗採用的兩維光子晶體結構由置於在空氣中的一個正方形的鋁棒陣列組成，光子晶體的界面位於其能帶結構的G－M方向，施加的電場方向平行於鋁棒；調整發射電磁波天線的方向，使入射波與G－M界面的法線方向成450角。這種試驗安排可保證在電磁波頻率為13.7GHz時，具有產生負折射率的最大角範圍。實驗測得的負折射係數為 -1.94，與理論計算值 -2.06 接近。
負折射係數物質之所以受到人們的重視是由於它有著廣泛的套用前景，如平面透鏡成像、不受光學衍射成像限制，可將光束聚焦到遠比光的波長小的尺度等。P.V.Parimi 和 W.T.Lu（Nature 426,404, 2003）利用光子晶體的負折射現象演示了平面透鏡成像的試驗。試驗中採用的微波點源的頻率為9.3GHz，它與由鋁棒陣列光子晶體構成的平面透鏡之間的距離為2.25厘米，在平面透鏡的另一側距透鏡2.75厘米處，可觀察到一個清晰的點源像。成像之發生在從9.0 到 9.4GHz非常窄的頻段範圍內，並在9.3GHz時成像的質量最高。由於光子晶體平面透鏡沒有固定的光軸，故當微波源向上或向下移動時，像也將同步移動。
我國在自然科學基金和“973”等支持下，也開展了相應的研究，但從支持的力度和研究的深度看，都有待加強。