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

ДЕФЕКТНІ МОДИ В СПЕКТРІ ДРОТЯНОГО СЕРЕДОВИЩА В МІКРОХВИЛЬОВОМУ ДІАПАЗОНІ

Рубрика: 
РАДІОФІЗИКА ТВЕРДОГО ТІЛА ТА ПЛАЗМИ
Івженко, ЛІ, Юдіна, ДІ, Тарапов, СІ
Organization: 

Інститут радіофізики та електроніки ім. О. Я. Усикова НАН України
12, вул. Акад. Проскури, Харків, 61085, Україна
Харківський національний університет імені В. Н. Каразина
4, м. Свободи, Харків, 61077, Україна
Харківський національний університет радіоелектроніки
14, пр. Науки, Харків, 61166, Україна

E-mail: ivzhenko@ire.kharkov.ua, iudina.darja2013@yandex.ua, tarapov@ire.kharkov.ua
https://doi.org/10.15407/rej2017.02.011
Мова: російська
Анотація: 

На сьогодні велика увага приділяється вивченню дефектних мод, що виникають внаслідок порушення періодичності у фотонних кристалах. Такий інтерес зумовлений тим, що у природі порушення періодичності зустрічається частіше, ніж ідеальна періодичність. Більшість з результатів теоретичних досліджень дефектних мод у штучних середовищах (метаматеріалах) не дають повного опису цього ефекту. У статті проведено аналіз спектральних властивостей анізотропного дротяного метаматеріалу з просторовим дефектом у мікрохвильовому діапазоні довжин хвиль. Експериментально виявлено дефектні моди у забороненій зоні спектра проходження анізотропного дротяного метаматеріалу з просторовим дефектом у мікрохвильовому діапазоні довжин хвиль. Виконано аналіз частотних залежностей положення піків проходження, що відповідають виникненню дефектних мод, від товщини дефектного шару, який показав гарний збіг результатів експерименту із числовим розрахунком. Показано, що зі збільшенням товщини дефектного шару піки дефектних мод зміщуються в область більш низьких частот. Результати досліджень можуть знайти застосування при розробці різних телекомунікаційних пристроїв: фільтрів, відгалужувачів, атенюаторів, електромагнітних сенсорів, лінз із субхвильовою роздільною здатністю, малогабаритних антен, об’єктів, «невидимих» у певному діапазоні частот, та ін.
Ключові слова: дефектна мода, дротяне середовище, метаматеріал

Стаття надійшла до редакції 18.05.2017
PACS 42.25.Gy, 41.20.Jb, 07.57.Pt
УДК 537.876.4
Radiofiz. elektron. 2017, 22(2): 11-16
Повний текст (PDF)

References: 
  1. Дэвисон С., Левин Дж. Поверхностные (таммовские) состояния. М.: Мир; 1973. 232 с.
  2. 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.
  3. Born M., Wolf E. Principles of optics: Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light. London, New York: Pergamon Press., 1959.
  4. Басс Ф. Г., Булгаков А. А., Тетервов А. П. Высокочастотные свойства полупроводников со сверхрешетками. Москва: Наука, 1989. 288 с.
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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.
  8. 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.
  9. 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.
  10. 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.
  11. 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
  12. 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.
  13. 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.
  14. 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.
  15. 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
  16. 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.
  17. 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.
  18. 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
  19. 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.
  20. 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.
  21. 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.