所谓左手物质是相对通常的右手物质而言的，他是前苏联科学家V. Veselago于1960年提出的。所谓左手物质是指如果一个物质的介电常数与磁导系数的值都是负的，则光在这种物质里传播时就会产生逆杜普勒效应、逆斯乃耳（Snell）和逆车林可夫辐射（Cerenkov）效应，这种物质称作为左手物质，因为电磁波在此种物质中的行进方向与电磁场的关系必须用左手定则来描述，而非一般物质所遵守的右手定则。当一束电磁波从右手物质入射到左手物质时，入射线和出射线将出现在法线的同一侧，这就是所谓的负折射率现象。这种现象直到2001年才从实验上得到证实，并引起了广泛兴趣，研究进展很快。
2003年，E.Cubukcu 和K.Aydin 在“自然”杂志（Nature 423，604，2003）发表文章，描述了电磁波在两维光子晶体中的负折射现象的实验结果。实验采用的两维光子晶体结构由置于在空气中的一个正方形的铝棒阵列组成，光子晶体的界面位于其能带结构的G－M方向，施加的电场方向平行于铝棒；调整发射电磁波天线的方向，使入射波与G－M界面的法线方向成450角。这种试验安排可保证在电磁波频率为13.7GHz时，具有产生负折射率的最大角范围。实验测得的负折射系数为 -1.94，与理论计算值 -2.06 接近。
负折射系数物质之所以受到人们的重视是由于它有着广泛的应用前景，如平面透镜成像、不受光学衍射成像限制，可将光束聚焦到远比光的波长小的尺度等。P.V.Parimi 和 W.T.Lu（Nature 426,404, 2003）利用光子晶体的负折射现象演示了平面透镜成像的试验。试验中采用的微波点源的频率为9.3GHz，它与由铝棒阵列光子晶体构成的平面透镜之间的距离为2.25厘米，在平面透镜的另一侧距透镜2.75厘米处，可观察到一个清晰的点源像。成像之发生在从9.0 到 9.4GHz非常窄的频段范围内，并在9.3GHz时成像的质量最高。由于光子晶体平面透镜没有固定的光轴，故当微波源向上或向下移动时，像也将同步移动。
我国在自然科学基金和“973”等支持下，也开展了相应的研究，但从支持的力度和研究的深度看，都有待加强。
