負折射是俄國科學家Veselago 在1968 年提出的，指當光波從具有正折射率的材料入射到具有負折射率材料的界面時，光波的折射與常規(guī)折射相反，入射波和折射波處在于界面法線方向同一側。直到本世紀初這種具有負折射率的材料才被制備出來。這種材料由金屬線和非閉合金屬環(huán)周期排列構成，也被稱為metamaterial。在這種材料中，電場、磁場和波矢方向遵守“左手”法則，而非常規(guī)材料中的“右手”法則。因此，這種具有負折射率的材料也被稱為左手材料，光波在其中傳播時，能流方向與波矢方向相反。

負折射率材料的用途有哪些?

(1)軍事隱形技術方面的應用：

往往最先進的技術總是會在軍事方面最先嶄露頭角，隨著電子技術的飛速發(fā)展，未來戰(zhàn)場的各種武器系統(tǒng)面臨著嚴峻的威脅，隱身技術作為提高武器系統(tǒng)生存能力的有效手段，受到世界各國的高度重視，一直是各國科學家致力于研究的一個重要方向隱身技術是通過控制武器系統(tǒng)或作戰(zhàn)平臺的信號特征，使其難以被發(fā)現(xiàn)、識別和跟蹤打擊的技術。目前各國的隱身技術，主要是利用各種吸波、透波材料實現(xiàn)對雷達的隱形;采用紅外遮擋與衰減裝置、涂敷材料等降低紅外輻射強度，實現(xiàn)對紅外探測器的隱身;在可見光隱形上，只是靠涂抹迷彩或歪曲兵器的外形等初級的方法。

負折射率材料在其特性頻帶范圍內(nèi)對電磁波有較高的傳輸，即實現(xiàn)電磁波從原來的禁帶到導帶的轉變，可以有效地降低特定頻帶范圍的電磁波反射。利用負折射率材料制造的武器系統(tǒng)或作戰(zhàn)平臺可以將光線或雷達波反向散射出去，使得從正面接收不到反射的光線或電磁波，從而在技術上實現(xiàn)武器系統(tǒng)或作戰(zhàn)平臺真正意義上的隱身。

(2)負折射率材料在超靈敏探測儀器中的應用：

顯微鏡、放大鏡等光學器件的制造一直被一條光學規(guī)律所限制：無論光學儀器的鏡片多么精良，任何小于光的一個波長長度的物質(zhì)都是無法觀察到的。利用負折射率材料制成的透鏡卻能克服這個問題，制作成“理想”透鏡引，它不僅和常規(guī)的介質(zhì)一樣能會聚行波，而且還能聚焦隨距離增加快速衰減的衰減波。一般會聚透鏡的工作原理是將透鏡一側的光源通過具有一定曲度的材料將光源的圖像重新會聚于透鏡的另一側，根據(jù)Snell定律，一般透鏡的解析度都受限于物體表面輻射源所散射出的消散波的損失，其值隨著垂直表面的距離作指數(shù)衰減，在成像時，這些隨距離消散的波相位將損失掉，而產(chǎn)生相差，這也是普通介質(zhì)透鏡無法克服的問題。