负折射介质中分子光学理论的推广及应用研究

负折射介质是当今国际物理、材料、电子等领域的研究热点，在成像、通信、国防等领域有重要应用价值。负折射材料展现出前所未有的性质和现象，如何认识和利用它们给人们带了挑战。众所周知，分子光学理论能建立介质的宏观现象（如折射率和材料参数）与微观组成单元的性质（如分子极化率和密度）之间的联系，揭示电磁场与物质相互作用过程清晰的微观图像和深刻的物理内涵。因此，本项目提出用分子光学理论来研究电磁波在负折射介质中的传播，深化认识和利用负折射材料的性质。我们将推广经典的分子光学理论，建立电磁波在一般多层电磁性介质，包括负折射介质中传播的分子光学理论；推广得到消光定理的最一般形式；并进一步从平面波推广到光束，得到光束在负折射介质中传播的分子光学理论。应用以上理论，我们将研究负折射介质展现的一系列独特性质和光束反常传输性质，阐明其物理机制，并提出若干基于负折射介质的新型光子器件的设计方案。