研究目的
开发并展示一种利用非局域本构关系对超材料进行参数反演的流程，以提升对超越傍轴区域光学响应的预测能力。
研究成果
非局域本构关系显著提高了超材料有效材料参数反演的精度，能更准确地预测斜入射角下的光学响应，并消除了反洛伦兹共振等非物理伪影。该方法稳健且适用于各类超材料，正交各向同性与各向异性实例均验证了其有效性。未来工作可探索高阶非局域项及实验验证。
研究不足
该检索过程计算量较大，需要进行全波仿真。其对本构模型的选择较为敏感，若忽略高阶项可能无法捕捉所有非局域效应。该方法仅在特定超材料上进行了验证，未必能推广至所有类型。文中未提供实验验证，且该方法假设结构尺寸小于波长且不产生衍射级次。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用理论与数值相结合的方法，通过将具有非局域本构关系的均匀平板解析推导的反射和透射系数与超材料平板的全波仿真参考数据进行拟合，反演出有效材料参数。针对非局域模型推导了菲涅尔方程，并通过最小化优值函数来获取最优参数。
2：样本选择与数据来源：
研究考虑两种超材料——立方晶格上的各向同性介质球（介电常数ε_SPH=16，周期a=1微米，球体半径0.45a）和各向异性渔网超材料（含特定几何参数，银层采用德鲁德模型描述，氟化镁间隔层）。参考反射/透射数据通过Korringa-Kohn-Rostoker(KKR)方法（介质球）和傅里叶模态法(FMM)（渔网）数值获得。
3：45a）和各向异性渔网超材料（含特定几何参数，银层采用德鲁德模型描述，氟化镁间隔层）。参考反射/透射数据通过Korringa-Kohn-Rostoker(KKR)方法（介质球）和傅里叶模态法(FMM)（渔网）数值获得。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：未使用实体设备，属纯计算研究。涉及材料包括介质球（如锗）、银（德鲁德参数：ω_p=13700THz，Γ=85THz）、氟化镁（ε_MgF2=1.9044）及空气（ε=1）。
4：9044）及空气（ε=1）。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：针对每个频率和入射角，数值计算超材料平板的反射/透射系数，并与采用局域(WSD)和非局域(SSD)本构关系的均匀平板模型系数对比。通过最小化优值函数，将解析表达式与参考数据拟合以反演有效参数(ε,μ,γ)。
5：数据分析方法：
采用优化技术最小化优值函数，评估模型与参考数据的偏差，利用雅可比矩阵进行灵敏度分析。通过强制光谱连续性确保反演参数的物理合理性。
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获取完整内容-
Fourier modal method
FMM
Full-wave numerical solver for predicting reflection and transmission from metamaterial slabs.
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Korringa-Kohn-Rostoker method
KKR
Numerical method for computing electromagnetic scattering from periodic structures, used for reference data.
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Finite element method
FEM
Numerical solver for Maxwell's equations, mentioned as an alternative method.
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Finite-difference time-domain method
FDTD
Numerical solver for time-domain electromagnetic simulations, mentioned as an alternative method.
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