• Українська
  • English
  • Русский
ISSN 2415-3400 (Online)
ISSN 1028-821X (Print)

ФОКУСИРОВКА ИЗЛУЧЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ДИПОЛЯ ЛИНЗОЙ ПЕНДРИ

Рубрика: 
ПОШИРЕННЯ РАДІОХВИЛЬ, РАДІОЛОКАЦІЯ ТА ДИСТАНЦІЙНЕ ЗОНДУВАННЯ
Стадник, ОМ, Сілін, ОО
Organization: 

Інститут радіофізики та електроніки ім. О. Я. Усикова НАН України

Інститут радіофізики та електроніки ім. О. Я. Усикова НАН України
12, вул. Ак. Проскури, Харків, 61085, Україна
E-mail: ostadnyk@ire.kharkov.ua
https://doi.org/10.15407/rej2016.04.040
Рубрика: ПОШИРЕННЯ РАДІОХВИЛЬ, РАДІОЛОКАЦІЯ ТА ДИСТАНЦІЙНЕ ЗОНДУВАННЯ
Мова: Російська
Анотація: 

Концепцію плоскої лінзи вперше було розглянуто в роботі В. Г. Веселаго, яка присвячена поширенню електромагнітних хвиль в середовищах з одночасно негативними діелектричною та магнітною проникностями (за сучасною терміноло-гією – в лівосторонніх метаматеріалах). Пізніше Дж. Б. Пендрі висунув ідею так званої «суперлінзи», розрізнювальна здатність якої могла б перевищувати дифракційну границю. З огляду на перспективність для практичних застосувань, це викликало дискусію, присвячену можливості як антипаралельності фазової і групової швидкостей, так і самої реалізації надрозрізнення для джерела випромінювання у вигляді монополя. Однак використані при цьому наближення променевої теорії зменшили загальність отриманих результатів, нехтування втратами радикально спотворило їх, а помилки теоретичного аналізу призвели до неправильного фізичного трактування. У цій роботі отримано точний розв’язок задачі про фокусування випромінювання елементарного електричного диполя, розташованого вертикально до плоского шару кінцевої товщини з лівостороннього мета-матеріалу з поглинанням. Чисельно промодельовано просторовий розподіл електромагнітного поля в шарі, а також падаюче і відбите від нього поля при різних висотах диполя, товщині шару і поглинаннях в кожному середовищі. Аналіз розрахованої просторової структури електромагнітного поля підтвердив фокусуючу здатність межі розподілу звичайного і лівостороннього середовищ, а також плоскої лінзи.
Ключові слова: електричний диполь, електромагнітне поле, лівосторонній метаматеріал, суперлінза

Стаття надійшла 07.10.2016
PACS     78.20.Ci; 41.20.Jb; 42.25.Bs; 42.30.Va
УДК 537.877
Radiofiz. elektron. 2016, 21(4): 40-48
Повний текст(PDF)

References: 
  1. Веселаго В. Г. Электродинамика веществ с одновременно отрицательными значениями и / В. Г. Веселаго // Успехи физ. наук. – 1967. – 92, вып. 3. – С. 517–526.
  2. Pendry J. B. Negative refraction makes a perfect lens / J. B. Pendry // Phys. Rev. Lett. – 2000. – 85, N 18. – P. 3966–3969.
  3. 't Hooft G. W. Comment on “Negative refraction makes a perfect lens” / G. W. 't Hooft // Phys.Rev. Lett. – 2001. – 87, N 24. – P. 249701 (1 p.).
  4. Williams J. M. Some problems with negative refraction / J. M. Williams // Phys. Rev. Lett. – 2001. – 87, N 24. – P. 249703 (1 p.).
  5. Garcia N. Left-handed materials do not make a perfect lens / N. Garcia, M. Nieto-Vesperinas // Phys. Rev. Lett. – 2002. – 88, N 20. – P. 207403 (4 p.).
  6. Шатров А. Д. Электродинамический анализ линзы Пендри / А. Д. Шатров // Радиотехника и электрон. – 2007. – 52, № 12. – C. 1430–1435.
  7. Zhang X. Theory of the perfect lens / X. Zhang, S. R. Forrest // Phys. Rev. B. – 2011. – 84, N 4. – P. 045427 (7 р.).
  8. Селина Н. В. Распространение электромагнитной волны в линзе Пендри / Н. В. Селина, Е. Н. Тумаев // Российские нанотехнологии. – 2016. – 11, № 5–6. – С. 78–82.
  9.  29, N 1. – P. 63–76.
  10. Wait J. R. Electromagnetic waves in stratified media / J. R. Wait. – Oxford: Pergamon Press, 1970. – 608 p.
  11. Бреховских Л. М. Волны в слоистых средах / Л. М. Бреховских. – М.: Наука, 1973. – 343 с.
  12. King R. W. P. Lateral electromagnetic waves: theory and applications to communications, geophysical exploration, and remote sensing / R. W. P. King, M. Owens, T. T. Wu. – N. Y.: Springer­Verlag, 1992. – 746 p.
  13. King R. W .P. The electromagnetic field of a vertical electric dipole in the presence of a three­-layered region / R. W. P. King, S. S. Sandler // Radio Science. – 1994. – 29, N 1. – P. 97–113.
  14. Chew W. C. Sommerfeld integrals for left-handed materials / W. C. Chew // Microwave Opt. Technol. Lett. – 2004. – 42, N 5. – P. 369–373.
  15. Li K. Electromagnetic fields in stratified Media / K. Li. – Berlin: Springer, 2009. – 224 p.
  16. Novotny L. Principles of nano-optics / L. Novotny, B. Hecht. – Cambridge: Cambridge University Press, 2012. – 578 p.
  17. Shreiber D. Microwave nondestructive evaluation of dielectric materials with a metamaterial lens / D. Shreiber, M. Gupta, R. Cravey // Sensors and Actuators A. – 2008. – 144, N 1. – P. 48–55.
  18. Shreiber D. Comparative study of 1-D and 2-D metamaterial lens for microwave nondestructive evaluation of dielectric materials / D. Shreiber, M. Gupta, R. Cravey // Sensors and     Actuators A. – 2011. – 165, N. 2. – P. 256–260.
  19. Иванов В. К. Фокусировка электромагнитного поля точечного электрического диполя границей раздела обычной и левой сред / В. К. Иванов, А. О. Силин, А. М. Стадник // Радиофизика и электрон. – 2013. – 4(18), № 4. – C. 40–48.
  20. Петрин А. Б. Точечный излучатель, параллельный плоскому слою с отрицательным показателем преломления / 134, вып. 3(9). – С. 436–446.
  21. Петрин А. Б. О разрешающей способности линз, изготовленных из материала с отрицательным преломлением / А. Б. Петрин // Квантовая электрон. – 2013. – 43, № 9. – С. 814–818.
  22. Стадник А. М. Вертикальный диполь над полупространством из метаматериала: распределение электромагнитного поля и вектора Пойнтинга / А. М. Стадник, А. О. Силин // Радиофизика и электрон. – 2016. – 7(21), № 3. – C. 88–96.
  23. Stockman M. I. Criterion for negative refraction with low optical losses from a fundamental principle of causality / M. I. Stockman // Phys. Rev. Lett. – 2007. – 98, N 17. – P. 177404 (4 р.).
  24. Лагарьков А. Н. Качество фокусировки электромагнитного излучения плоскопараллельной пластиной из вещества с отрицательным коэффициентом преломления / А. Н. Лагарьков, В. Н. Кисель // Докл. РАН. – 2004. – 394, № 1. – C. 40–45.
  25. Lagarkov A. N. Losses in metamaterials: restrictions and benefits / A. N. Lagarkov, V. N. Kisel // Physica B. – 2010. – 405, N 14. – P. 2925–2929.
  26. Zemanian A. H. Generalized integral transformations / A. H. Zemanian. – N. Y.: Interscience Publishers, 1968. – 320 p.