超材料作为新生一代的人工光学材料，具有自然界材料不具备的电磁特性，例如负折射率、近零介电常数。超材料这些独特的电磁性质源于超材料内部的电磁共振，也正是这种电磁共振才使得超材料在亚波长聚焦、隐身、波前整形、电磁波完美吸收器、异常反射和折射等方面有着独特而又显著的表现。然而，现有大多数关于超材料共振机理的报道着重于解释超材料的低阶共振（一阶共振），至于超材料的高阶共振，尤其是共振强度特性的较少。因此，进一步完善超材料内部的工作机理，对超材料光学元器件的开发和应用具有深远的意义。
　　武汉光电国家实验室黄黎蓉教授带领博士生闵力等人，从熟知的弹簧振子模型出发，对超材料的两个基本电磁特性：共振波长和共振强度，进行了系统的研究分析；发现超材料的共振波长与电子自由路径长度成正比，而共振强度会随自由电子浓度增加而增强；并预测，超材料的单元结构并不会拘泥于某一种形状或材料，换句话说，任意形状、任意亚波长结构的等离子材料都可用于构成超材料。这一发现为超材料结构设计开辟一个更加广阔自由的空间，同时也为开发出新颖的超材料光学元器件提供了一种新视角。
　　2015年7月27日，该研究成果“ 超材料共振机理研究”（Perspective on resonances of metamaterials）发表在Optics Express (Vol. 23, Issue 15, PP. 19022-19033, 2015)。该项研究得到了教育部博士点基金、国家自然科学基金等项目的支持。

　　图 同种结构不同自由电子浓度（金属和掺杂半导体）超材料的共振强度（有效介电常数变化量）