本书内容涵盖各类基于新型材料和结构的光电子器件，采用超构材料、电光材料、磁光材料、热光材料及二维材料设计和制备了包括调制器、光开关、滤波器、传感器、光场调控器件在内的光电子器件。这些光电子器件的提出拓展了一些崭新物理现象的应用领域，如光自旋霍尔效应、磁光古斯·鄄汉森效应等。

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目录
第1章　绪论 1
1.1　选题背景 1
1.2　超材料的研究进展 2
1.3　超材料波导中的物理现象 6
1.3.1　光自旋霍尔效应简介 6
1.3.2　光自旋霍尔效应的研究进展 6
1.3.3　古斯-汉森效应简介 7
1.3.4　古斯-汉森位移的研究进展 9
1.4　本章小结 9
第2章　超材料波导及器件的基础理论 10
2.1　负介电常数和负磁导率的实现机理 11
2.2　红外波段负折射率超材料 14
2.2.1　简单的短线对 14
2.2.2　镀膜的Polaritonic球 16
2.2.3　半导体负折射率超材料 17
2.2.4　树枝状单元结构 18
2.3　负折射率超材料平板波导的基本特性 19
2.3.1　ENG-MNG介质组合形成的大孔径单模波导 19
2.3.2　DPM-DNM组成的次波长小型化谐振腔 22
2.3.3　DPM-DNM组成的反向耦合器 25
2.4　光自旋霍尔效应的理论研究方法 26
2.5　古斯-汉森效应的研究方法 28
2.5.1　转移矩阵法 29
2.5.2　静态相位法 32
2.5.3　高斯光束法 33
2.6　古斯-汉森位移及光自旋霍尔效应的弱测量 34
2.6.1　光自旋霍尔效应的弱测量装置 34
2.6.2　光自旋霍尔效应的弱测量放大原理 35
2.6.3　古斯-汉森位移的弱测量装置 37
2.6.4　古斯-汉森位移的弱测量放大原理 39
2.7　本章小结 40
第3章　负折射率超材料光波导及谐振腔 41
3.1　引言 41
3.2　半导体负折射率超材料构成的矩形波导 41
3.2.1　理论分析 41
3.2.2　数值仿真 46
3.3　半导体负折射率超材料构成的谐振腔 48
3.3.1　谐振方程的推导 48
3.3.2　作图法求解谐振方程 50
3.4　负折射率超材料光波导的吸收特性 54
3.4.1　平板波导 55
3.4.2　矩形波导 60
3.5　本章小结 65
第4章　负折射率超材料组成的光子晶体及缺陷层 66
4.1　引言 66
4.2　多层周期结构的转移矩阵 67
4.2.1　转移矩阵的建立 67
4.2.2　多层结构转移矩阵的性质 69
4.3　各向异性负折射率超材料组成的光子晶体 70
4.3.1　无磁负折射率超材料与空气层构成的光子晶体 70
4.3.2　无磁正负折射率超材料组成的光子晶体 77
4.3.3　单负折射率超材料组成的光子晶体 82
4.4　负折射率超材料组成的光子晶体中的缺陷层 87
4.4.1　线性缺陷层 87
4.4.2　非线性缺陷层 93
4.5　本章小结 98
第5章　负折射率超材料组成的新型器件 100
5.1　负折射率超材料组成的偏振分束器 100
5.1.1　偏振分束器的理论模型和分析方法 101
5.1.2　数值结果和讨论 103
5.2　负折射率超材料组成的强度调制器 107
5.2.1　强度调制器的原理 108
5.2.2　新型强度调制器的理论模型 110
5.2.3　数值仿真 113
5.3　基于负折射率超材料的平顶滤波器 117
5.3.1　理论分析与建模 117
5.3.2　仿真结果及讨论 119
5.4　本章小结 123
第6章　超材料波导中的光自旋霍尔效应及其光场调控应用 125
6.1　近零折射率超材料波导中的光自旋霍尔效应 125
6.1.1　近零介电常数超材料中反射光的自旋霍尔效应 125
6.1.2　近零介电常数超材料中透射光的自旋霍尔效应 129
6.1.3　介电常数和磁导率近零超材料中透射光的自旋霍尔效应 135
6.2　各向异性超材料波导中的光自旋霍尔现象 139
6.2.1　各向异性超材料中透射光的自旋霍尔效应 139
6.2.2　双曲超材料中隧穿光的自旋霍尔效应 146
6.3　左手材料衬底磁光薄膜中的光自旋霍尔效应 152
6.3.1　结构模型与计算方法 152
6.3.2　计算结果与讨论 155
6.4　超材料Kretschmann结构中的光自旋霍尔效应 160
6.5　本章小结 168
第7章　超材料波导中的古斯-汉森效应及其传感应用 171
7.1　双曲超材料Kretschmann结构中的GH效应 171
7.2　双曲超材料棱镜波导耦合结构中的GH效应 176
7.3　双曲超材料波导中GH位移的传感特性 181
7.4　GH效应的实验验证 183
7.5　本章小结 187
参考文献 189