5. Bố cục luận án
1.7.4.Tạo môi trường có chiết suất âm
Chiết suất là một trong các thông số cơ bản đặc trưng cho tính chất quang học của môi trường. Theo lí thuyết điện từ, chiết suất n của môi trường liên hệ với độ cảm điện tỉ đối εr và độ cảm từ tỉ đối μr qua hệ thức n2 = εrμr. Với các môi trường thông thường thì cả εr và μr đều dương. Lúc đó, một sóng điện từ lan truyền trong môi trường này thì vectơ sóng k
, vectơ cường độ điện trường E
và vectơ cường độ từ trường H
27
thuận phải. Hệ quả là chiều truyền năng lượng (chiều của vectơ Poyinting) trùng với vectơ sóng. Loại môi trường này có chiết suất dương n r r và rất phổ biến trong thực tế.
Cùng với loại môi trường có chiết suất dương, năm 1968, Veselago đã chứng minh có thể tạo loại môi trường có chiết suất âm n r r ứng với trường hợp cả độ cảm điện tỉ đối εr và độ cảm từ tỉ đối μr nhận giá trị âm [54]. Với loại môi trường này, vectơ sóng k
, vectơ cường độ điện trường E
và vectơ cường độ từ trường H
theo thứ tự lập thành một hệ thuận trái. Hệ quả là chiều truyền năng lượng sóng điện từ trong môi trường chiết suất âm sẽ ngược với chiều của vectơ sóng.
Hiện nay, các vật liệu có chiết suất âm là đối tượng được quan tâm nghiên cứu ở nhiều nước trên thế giới bởi nó có các tính chất kỳ dị như: vectơ sóng ngược với chiều truyền năng lượng, đảo ngược độ dịch Doppler [54], sự khúc xạ dị thường, khuếch đại sóng evanescent, thay đổi tốc độ phát xạ tự phát, v.v. Cùng với các tính chất kỳ dị, vật liệu chiết suất âm là đối tượng tiềm năng trong công nghệ quang học, ví dụ: chế tạo siêu thấu kính. Vật liệu chiết suất âm đã được chế tạo thành công dưới dạng cấu trúc tuần hoàn, dị hướng và hoạt động trong miền tần số vô tuyến [54]. Tuy nhiên, việc ứng dụng loại vật liệu nhân tạo này trong quang học hiện vẫn đang là bài toán khó do tính bất đẳng hướng và đặc biệt là cần mở rộng sang miền phổ quang học. Ngày nay, do sự suy giảm hấp thụ và tán sắc rất lớn trong miền cộng hưởng nên môi trường EIT thoả mãn được những điều kiện để tạo chiết suất âm như một số nhóm đã công bố.