近日，北京理工大学物理学院郑宁课题组博士生王梦瑶在国际著名期刊《Journal of Nanophotonics》发表了题为“Full polarization power combination based on a double-near-zero photonic crystal”的研究论文。该研究围绕零折射率材料在电磁波高效定向辐射中的独特性质，深入探讨了电磁波空间功率合成的机制，为天线设计及电磁波传播效率的提升提供了创新方案。

文章重点研究了双零折射率（double-near-zero, DNZ）材料对电磁波辐射特性的影响。研究发现，DNZ材料能够实现电磁波在传播过程中零相移的传输特性，这不仅降低了电磁波传播的损耗，还显著提升了其传播效率。同时，由于DNZ材料中电磁波的出射方向始终垂直于出射面，极大程度上实现了高效定向辐射。

论文进一步探讨了在DNZ材料中，不同极化电流源的电磁波辐射及空间功率合成特性。研究表明，DNZ材料中由源激发的电磁场呈现均匀分布的平面波特征，可实现高效率的全极化辐射场的空间功率合成。更重要的是，这种功率合成特性与源的数量和排列方式无关，能够满足复杂图案排列下的应用需求。这一成果为组合天线形成紧缩场提供了全新思路，甚至无需抛物面天线反射面即可满足远场测量条件并实现高效天线辐射。

该研究成果具有重要的应用前景，可广泛应用于天线设计、无线通信及定向辐射等领域。这项研究的发表不仅展示了郑宁课题组在纳米光子学领域的卓越能力，也为电磁波研究和应用带来了新的突破。

北京理工大学博士生王梦瑶为论文第一作者，郑宁教授和北京环境特性研究所李粮生研究员为共同通讯作者。

论文链接： https://doi.org/10.1117/1.JNP.18.046008