ДЕФЕКТНЫЕ МОДЫ В АНИЗОТРОПНОМ ПРОВОЛОЧНОМ МЕТАМАТЕРИАЛЕ МИКРОВОЛНОВОГО ДИАПАЗОНА
Ивженко, ЛИ, Юдина, ДИ, Тарапов, СИ |
Organization: Институт радиофизики и электроники им. А. Я. Усикова НАН Украины |
https://doi.org/10.15407/rej2017.02.011 |
Язык: русский |
Аннотация: В настоящее время большое внимание уделяется изучению дефектных мод, возникающих вследствие нарушения периодичности в фотонных кристаллах. Этот интерес обусловлен тем, что в природе проявление нарушения периодичности встречается чаще, чем идеальная периодичность. Имеющиеся на сегодняшний день результаты теоретических исследований дефектных мод в искусственных средах (метаматериалах) не дают полного описания данного эффекта. Приведен анализ спектральных свойств анизотропного проволочного метаматериала с пространственным дефектом в микроволновом диапазоне длин волн. Экспериментально обнаружены дефектные моды в запрещенной зоне частотного спектра пропускания анизотропного проволочного метаматериала с дефектом. Выполнен анализ частотных зависимостей положений пиков пропускания, соответствующих возникновению дефектных мод, от толщины дефектного слоя, который показал хорошее совпадение результатов эксперимента с численным расчетом. Показано, что с увеличением толщины дефектного слоя пики дефектных мод смещаются в область низких частот. Результаты исследований могут найти применение при разработке различных телекоммуникационных устройств: фильтров, ответвителей, аттенюаторов, электромагнитных сенсоров, линз с субволновым разрешением, малогабаритных антенн, объектов, «невидимых» в определенном диапазоне частот и др. Ил. 4. Библиогр.: 21 назв. |
Ключевые слова: дефектная мода, метаматериал, проволочная среда |
Статья поступила в редакцию 18.05.2017
PACS 42.25.Gy, 41.20.Jb, 07.57.Pt
УДК 537.876.4
Radiofiz. elektron. 2017, 22(2): 11-16
Полный текст (PDF)
- Дэвисон С., Левин Дж. Поверхностные (таммовские) состояния. М.: Мир; 1973. 232 с.
- Лифшиц М., Пекар И. Таммовские связанные состояния электронов на поверхности кристалла и поверхностные колебания атомов решетки. Успехи физических наук. 1955. Т. 56, вып. 4. С. 531–569.
- Born M., Wolf E. Principles of optics: Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light. London, New York: Pergamon Press., 1959.
- Басс Ф. Г., Булгаков А. А., Тетервов А. П. Высокочастотные свойства полупроводников со сверхрешетками. Москва: Наука, 1989. 288 с.
- Аверков Ю. О., Тарапов С. И., Харченко А. А. Яковенко В. М. Поверхностные электромагнитные состояния в структуре фотонный кристалл-феррит-плазмоподобная среда. Физика низких температур. 2014. Т. 40, № 7. C. 856–863.
- Бровенко А. В., Мележик П. Н., Поединчук А. Е. Спект-ральные задачи в теории дифракции волн на слоисто-неоднородных средах. Радиофизика и электроника. 2013. Т. 4(18), № 1. C. 6–14.
- Sievenpiper D. F., Sickmiller M. E., and Yablonovitch E. 3D Wire Mesh Photonic Crystals. Phys. Rev. B. 1996. Vol. 76, N 14. P. 2480–2483.
- Kuzmiak V., Maradudin A. A. and Pincemin F. Photonic band structures of two-dimensional systems containing metallic components. Phys. Rev. B. 1994. Vol. 50, N 23. P. 16835–16844.
- Pokrovsky A. L., Efros A. L. Nonlocal electrodynamics of two-dimensional wire mesh photonic crystals. Phys. Rev. B. 2002. Vol. 65, N 4. P. 045110.
- Нестеренко Д. В., Котляр В. В. Рассеяние света на диэлектрическом цилиндре, включающем двумерную решетку металлических нанострежней. Компьютерная оптика. 2008. Т. 32, № 1. С. 23–28.
- Pendry J. B., Holden A. J., Stewart W. J. and Youngs I. Extremely low frequency plasmons in metallic mesostructures. Phys. Rev. Lett. 1996. Vol. 76, Iss. 25. P. 4773–4776. DOI:10.1103/PhysRevLett.76.4773
- Виноградов А. П., Дорофеенко А. В., Мерзликин А. М., Лисянский А. А. Поверхностные состояния в фотонных кристаллах. Успехи физ. наук. 2010. Т. 180, № 3. С. 249–263.
- Белецкий Н. Н., Борисенко С. А., Гвоздев Н. И. Взаимодействие плазменных и дефектных мод в одномерной дефектной диэлектрической слоисто-периодической структуре, граничащей с плазмоподобной средой. Радиофизика и электроника, 2013. Т. 4(18), № 3. С. 55–63.
- Белецкий Н. Н., Борисенко С. А., Гвоздев Н. И. Резонансное взаимодействие электромагнитных волн в дефектной диэлектрической слоисто-периодической структуре, находящейся в плоскопараллельном волноводе. Радиофизика и электроника, 2014. Т. 5(19), № 2. С. 61–67.
- Beletskii N. N., Borysenko S. A., Gvozdev N. I. Interaction of plasma and defective modes in one-dimensional layered periodic dielectric structures bordering upon plasma-like media. Telecommunications and Radio Engineering. 2015. Vol. 74, N 13. P. 1175–1191. DOI: 10.1615/TelecomRadEng.v74.i13.50
- Белецкий Н. Н., Борисенко С. А., Гвоздев Н. И. Влияние диэлектрической постоянной кристаллической решетки проводящей среды на резонансное взаимодействие электромагнитных волн в структуре дефектный фотонный крис-талл-проводник. Радиофизика и электроника. 2015. Т. 6(20), № 1. С. 62–67.
- Белецкий Н. Н., Борисенко С. А. О спектре электромагнитных волн в одномерном дефектном фотонном кристалле, граничащем с проводящей средой. Радиофизика и электроника. 2016, Т. 7(21), № 2. С. 22–27.
- Beletski N. N., Borysenko S. A., Gvozdev N. I. On The Spectrum Of Electromagnetic Waves In The One-Dimensional Defective Photon Crystal Bordering On Conducting Medium. Telecommunications and Radio Engineering. 2016. Vol. 75, N 16. P. 1457–1465. DOI:10.1615/TelecomRadEng.v75.i16.40
- Ivzhenko L., Odarenko E. and Tarapov S. Mechanically Tunable Wire Medium Metamaterial in the Millimeter Wave Band. PIER Letters. 2016. Vol. 64. P. 93–98.
- Аверков Ю. О. Влияние дефектного слоя на границе фотонного кристала и плазмоподобной среды на свойства поверхностных электромагнитных состояний. Доп. НАН України. 2012. № 9. С. 66–71.
- Kharchenko A. A., Tarapov S. I. Defect Mode Formation in the Spectrum of a Spatially Bounded Photonic Finite-Size Crystal. Telecommunications and Radio Engineering. 2014. Vol. 73, N 6. P. 547–553.