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关于金属超材料中的损耗补偿、放大与激光作用

DOI：10.1177/1847980418817947 期刊：Nanomaterials and Nanotechnology 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:22:29
摘要： 超材料是一种能提供独特电磁特性的人造材料，其设计基于强共振模式的激发。遗憾的是，材料吸收（主要源于金属成分）会抑制这些共振并影响其性能。引入增益材料虽能平衡这种损耗，但必须精准调控——因为即便吸收减弱甚至消除，也不意味着损耗得到补偿。本研究探讨了增益材料与无源超材料相互作用的潜在机制，揭示背景放大与损耗补偿是两种截然相反的极端状态，二者均可能导致激光效应的产生。
作者： Sotiris Droulias，Thomas Koschny，Maria Kafesaki，Costas M Soukoulis
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究增益材料与无源超材料之间的相互作用机制，以实现损耗补偿、放大和激光发射。

研究成果

研究表明，增益材料与超材料之间的弱耦合与强耦合机制均可实现受激辐射，其中强耦合因相互作用增强而具有更低的激光阈值。强耦合系统通过共振无阻尼效应实现损耗补偿，而弱耦合系统则表现为背景放大现象。该发现为优化性能的有源超材料设计提供了重要启示。

研究不足

该研究依赖于数值模拟，可能无法完全反映所有实验复杂性。未考虑材料缺陷、制造公差和环境条件等现实因素。增益材料模型经过简化，且分析仅限于特定超材料设计（如SRR）。

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