在负折射率材料中，由于介质折射率为负，多普勒频移在相对运动使波源和接收器之间的距离增加时蓝移，距离减小时红移，因此称为反常多普勒效应。这一违反物理常识的效应最早由前苏联物理学家Veselago在1968年理论预言，但一直未得到直接的实验证实，只有在GHz和音频段的间接测量实验报道。因为多普勒效应现象早已被广泛应用于工农业生产、医疗卫生、科技国防等等社会生活的许多方面，可以预见，反常多普勒效应的存在将会对这些应用领域带来根本性的影响。另一方面，目前虽然在很多人工合成材料中观察到了负折射现象，但这并不能作为评判材料折射率为负的依据。因为发生负折射现象不代表材料的折射率为负，例如全息光栅的衍射、光子晶体等频面形状的内凹等原因都会发生负折射现象，但此时材料折射率并不为负。因此，反过来，反常多普勒效应的实验测量有力地证明了负折射率材料的存在，验证了相关理论的正确性，为后续工作铺平了道路。

光频段反常多普勒效应的实验验证。反常多普勒效应的测量有两大难点，其一，要研究多普勒效应是否反常，光源与接受器需要置于介质中，而且要能够在介质中相对于介质运动。与通常置于空气等介质中不同，将光源和探测器置于光子晶体介质内部，而且还能够相对于光子晶体介质运动，是难以做到的。其二，由于光的频率太高，迄今尚无探测器可直接测量它的变化，因此目前实验上均采用探测测量频率与光源频率之间差拍信号的方法。而实际测量到的拍频信号始终为正，就是说即使发生了反常多普勒效应，也无法将它与正常多普勒效应区分开来，因此必须找到一个明确的判据来区分正常和反常多普勒效应。上述两大难点是目前一直未有相关直接实验报道的原因。为了解决这些问题，我们设计了新型的实验方法。与通常用反射或散射光测量多普勒频移不同，我们利用透射光束来实现多普勒频移的测量。通过巧妙设计光路，使二维光子晶体棱镜运动时透射光束光程发生变化，利用与双光束拍频干涉法，产生一个能够判断多普勒频移的正负特性的阈值。为此，我们搭建了自主设计的实验装置，利用自制的实验平台，在国际上首次观测到了光频段的反常多普勒现象。