利用图解法系统地研究了由不同类型的单负材料作为包层的三层平板波导的模式特征。研究表明单负介质波导具有一系列奇异的特性,与传统介质波导或左手介质波导相比,此波导的芯区横向振荡导模的模折射率范围较大。除0阶导模外,其它TE,TM导模均为芯区横向振荡模,且同阶的TE、TM模的色散曲线几乎重合,只有0阶的TE,TM模才可以支持表面波的传播。单负介质的结构参数对0阶导模的影响较大。一定条件下,波导中可以出现0阶导模的完全缺失或仅支持表面波的传输,还会出现超慢波现象,甚至可以共生都是后向波的0阶双模。

研究了无色散左手材料(LHM)作为芯层的对称三层平板波导中TE波的传输特性。研究表明, 导波和表面波都可以在这种波导中传播。导波不存在TE0模式, 只有TE0, TE1模式才会出现表面波。此外还发现在特定结构参数的波导中, 可以存在同一阶模式的双传播模。详细分析了结构参数对这些特性的影响。

研究一个芯子层是左手材料,其他三层由传统材料构成的四层平板光波导系统,利用图解法对各种TE偏振的导波模式的解进行详细分析。研究表明,四层左手材料光波导既能支持振荡导模,也能支持表面导模,与三层左手材料光波导相比较,此四层波导的导波模式呈现一些新的特性。对于中间传统材料层存在振荡场的情形:芯子层支持振荡导模的光波导中存在基模,并且高阶振荡导模出现模式缺失的性质;芯子层支持表面导模的光波导可以支持基模和多个高阶模式,并且存在模式兼并的性质。对于中间传统材料层存在衰减场的情形,此四层波导结构可等效为三