电磁学与信息科学的有机结合

作者:张烨 来源:中国新闻出版广电报 时间:2023-06-12


  21世纪以来,随着我国经济和科技水平的持续进步,数字化信息时代的发展日新月异,移动通信、物联网、卫星定位、无人驾驶、人工智能等应用已经逐渐覆盖到了现代国防领域以及人们的日常生活。大量信息数据的高速传输对电子电路和无线通信等工程领域提出了更高的要求和挑战。电磁波作为自由空间中信息的载体,相关器件、系统如何在保证低成本的前提下,灵活地调控电磁波以适应愈加复杂的电磁环境,成了研究的热点。为了解决以上问题,电磁超材料应运而生。作为一项前沿颠覆性技术,电磁超材料因其独特的电磁特性和强大的电磁调控能力而受到了广泛的关注。电磁超材料作为材料、结构和功能的复合体,其设计理念和思路超越了传统材料的范畴,逐渐发展为电磁学、物理、化学、材料等多个领域的前沿交叉学科。

  《电磁超材料》(东南大学出版社)一书对过去10余年东南大学在电磁超材料领域中的系列工作进行了总结,详细介绍了电磁超材料及相关器件、系统的设计机理和实现技术,反映了电磁超材料在电子电路、无线通信等工程领域广泛的应用前景。该书入选江苏省“十四五”重点规划项目,获评2023年度苏版好书。

  本书作者为东南大学崔铁军院士、程强教授带领的团队,长期从事电磁超材料的基础理论研究和工程应用工作,结合多年的仿真设计和实物测试经验,对10余年的研究成果进行了系统性整理,总结了电磁超材料的发展历史,并创新性地提出了以离散的数字编码状态表征超材料的电磁特性的信息超材料概念。这一概念彻底摒弃了传统等效媒质参数的表征方法,用数字化的方式实现电磁信息的更加灵活的调控,不仅巧妙地将传统物理世界与数字信息世界链接起来,实现了电磁学和信息科学的有机结合,更为超材料提供了一种全新的设计思路,大大简化了设计流程,为基础超材料的电磁波调控提供了一个全新的物理平台。

  本书内容包括了电磁超材料的一系列工程应用以及前沿进展,部分内容于2014年和2018年两次入选国家自然科学奖二等奖,以及“国家自然科学基金基础研究十大进展”。书中详细介绍了电磁超材料及相关器件、系统的设计机理和实现技术,反映了电磁超材料在电子电路、无线通信等工程领域广泛的应用前景,旨在为相关领域的研究人员及从业人员提供设计新思路、新参考,为推动电磁学新工艺、新设备、新技术、新方法的应用以及实现数字信息时代的理念、技术和产业升级提供重要的理论和技术支撑。