✖


Jump to content

Настраиваемый метаматериал

    Add links
    Статьи о
    Электромагнетизм
    Соленоид
    Электростатика
    Магнитостатика
    Электродинамика
    Электрическая сеть
    Магнитная цепь
    Ковариантная формулировка
    Ученые

    Перестраиваемый метаматериал — это метаматериал с переменной реакцией на падающую электромагнитную волну. Это включает в себя удаленное управление тем, как падающая электромагнитная волна (ЭМ-волна) взаимодействует с метаматериалом. Это означает возможность определить, передается ли электромагнитная волна, отражается или поглощается. В общем, решетчатая структура настраиваемого метаматериала регулируется в реальном времени, что позволяет переконфигурировать устройство из метаматериала во время работы. Он включает в себя разработки, выходящие за рамки ограничений полосы пропускания в левых материалах, путем создания различных типов метаматериалов. Текущие исследования в этой области включают метаматериалы с электромагнитной запрещенной зоной (EBG), также известные как фотонная запрещенная зона (PBG), и материал с отрицательным показателем преломления (NIM). [1] [2] [3]

    Обзор

    [ редактировать ]

    Поскольку природные материалы обладают очень слабой связью через магнитную составляющую электромагнитной волны искусственные материалы, обладающие сильной магнитной связью , исследуются и изготавливаются . Эти искусственные материалы известны как метаматериалы. Первые из них были изготовлены (в лаборатории) с присущим им ограниченным откликом только на узкую полосу частот в любой момент времени. Его основной целью была практическая демонстрация метаматериалов. Резонансная природа метаматериалов приводит к частотной дисперсии и работе с узкой полосой пропускания , при которой центральная частота фиксируется геометрией и размерами элементарных элементов, составляющих композит метаматериала. За этим последовала демонстрация метаматериалов, которые можно было настраивать только путем изменения геометрии и/или положения их компонентов. За ними последовали метаматериалы, которые можно настраивать в более широких диапазонах частот , а также стратегии изменения частот одной среды (метаматериала). В этом отличие от метаматериала с фиксированной частотой, которая определяется заложенными параметрами во время изготовления. [3] [4]

    Стратегии настройки разъемных кольцевых резонаторов

    [ редактировать ]

    Устройства на основе метаматериалов могут включать, среди прочего, фильтры, модуляторы, усилители, транзисторы и резонаторы. Полезность такого устройства может быть значительно расширена, если характеристики отклика метаматериала можно будет динамически настраивать. Управление эффективными электромагнитными параметрами метаматериала возможно с помощью настраиваемых извне компонентов.

    Одноэлементное управление

    [ редактировать ]

    В исследованиях изучалась способность контролировать реакцию отдельных частиц с помощью настраиваемых устройств, таких как варакторные диоды, полупроводниковые материалы и тонкие пленки титаната бария-стронция (BST). [5]

    Например, HT Chen в 2008 году смог изготовить ячейку повторяющегося резонатора с разъемным кольцом (SRR) из полупроводникового материала, выравнивающего зазоры. Этот начальный шаг в исследовании метаматериала расширил спектральный диапазон работы данного конкретного устройства из метаматериала. Также это открыло возможности для реализации новых концепций устройств. Важность такого внедрения полупроводникового материала отмечается из-за более высоких частотных диапазонов, в которых работает этот метаматериал. Он подходит для терагерцовых (ТГц) и более высоких частот, где весь композит метаматериала может иметь более 10 4 элементарные ячейки, а также объемно-вертикальную интеграцию настроечных элементов. Стратегии, используемые для настройки на более низкие частоты, были бы невозможны из-за количества задействованных элементарных ячеек. Полупроводниковый материал, такой как кремний, управляется фотовозбуждением. Это, в свою очередь, контролирует или изменяет эффективный размер конденсатора и настраивает емкость. Вся структура представляет собой не просто полупроводниковый материал. Это назвали «гибридом», потому что полупроводниковый материал был сплавлен с диэлектрическим материалом; пластина кремний-на-сапфире (SOS). Затем пластины складывали друг в друга, создавая целую конструкцию. [6] А. Дегирон и др., похоже, использовали аналогичную стратегию в 2007 году. [примечание 1]

    Многоэлементное управление

    [ редактировать ]

    О многоэлементной перестраиваемой магнитной среде сообщили Чжао и др. Эта структура погружала SRR в жидкие кристаллы и обеспечивала диапазон настройки 2%. [примечание 2]

    SRR, загруженные BST, содержащие настраиваемый метаматериал, инкапсулируют всю настраиваемость внутри схемы SRR. [5]

    В разделе ниже исследовательская группа сообщила о перестраиваемой среде с отрицательным коэффициентом преломления с использованием медных проводов и ферритовых листов. Поведение отрицательной проницаемости, по-видимому, зависит от местоположения и ширины полосы ферримагнитного резонанса, разрыва полностью немагнитных материалов, который создает заметную полосу отрицательного показателя. Катушка или постоянный магнит необходимы для обеспечения смещения магнитного поля при настройке.

    Электрический тюнинг

    [ редактировать ]

    Электрическая настройка настраиваемых метаматериалов. [6]

    Магнитостатический контроль

    [ редактировать ]

    Магнитостатический контроль перестраиваемых метаматериалов. [6]

    Оптическая накачка

    [ редактировать ]

    Оптическая накачка для перестраиваемых метаматериалов. [6]

    Настраиваемые NIM с использованием ферритового материала

    [ редактировать ]

    Пленки железо-иттриевого граната (ЖИГ) обеспечивают плавно настраиваемую отрицательную проницаемость , что приводит к перестраиваемому частотному диапазону на более высокочастотной стороне ферромагнитного резонанса ЖИГ. Дополнительная отрицательная диэлектрическая проницаемость достигается с помощью одного периодического массива медных проводов. Восемь проволок располагались на расстоянии 1 мм друг от друга и помещалась ферромагнитная пленка многослойного ЖИГ толщиной 400 мм в волновод К-диапазона . Пленка YIG была нанесена на обе стороны подложки из гадолиний-галлиевого граната толщиной 0,5 мм. Ферромагнитный резонанс вызывался при приложении внешнего магнитного поля H вдоль оси X. [3]

    Внешнее магнитное поле создавалось электромагнитом . Пары тюнеров E–H были подключены до и после волновода, содержащего композит NIM. Была продемонстрирована возможность перестройки от 18 до 23 ГГц . Последующий теоретический анализ полностью соответствовал экспериментальным результатам. [3]

    был встроен воздушный зазор В конструкцию между массивом медных проводов и ЖИГ . Это уменьшает связь с ферритом , материалом YIG. Когда отрицательная проницаемость достигается в диапазоне частот, взаимодействие феррита с проводами, находящимися в непосредственной близости, уменьшает чистый ток в проводах. Это то же самое, что движение к положительной диэлектрической проницаемости. Это будет нежелательный результат, поскольку материал больше не будет являться чистой процентной маржей. Разделение также уменьшает эффективные потери диэлектрика , вызванные взаимодействием собственного поля провода с проницаемостью. есть два источника проводимости Кроме того, в медном проводе . Во-первых, электрическое поле в ( микроволновом ) волноводе создает ток в проводе. Во-вторых, любое произвольное магнитное поле, создаваемое ферритом, когда он переходит в перпендикулярную конфигурацию, индуцирует ток . Кроме того, на частотах, где μ отрицательно, индуцированное микроволновое магнитное поле противоположно полю, возбуждаемому в моде TE10. распространения в волноводе . Следовательно, индуцированный ток противоположен току, возникающему в результате действия электрического поля в волноводе. [3]

    Фазовращатель метаматериала

    [ редактировать ]

    В аэрокосмических приложениях (например) метаматериалы с отрицательным коэффициентом преломления , вероятно, являются кандидатами на роль настраиваемых, компактных и легких фазовращателей . Поскольку указанные метаматериалы могут выдерживать соответствующие уровни мощности , обладают сильными дисперсионными характеристиками и могут настраиваться в микроволновом диапазоне, они потенциально могут быть желательными фазовращателями. [7]

    Метаматериал YIG с отрицательным показателем преломления представляет собой композит, в котором фактически используется ферритовый материал. Как метаматериал, феррит создает резонансную (реальную) магнитную проницаемость μ', которая достаточно велика, чтобы быть сравнимой с обычным ферритовым фазовращателем. Преимущество использования ферритового материала NIM для применения фазовращателя заключается в том, что он позволяет использовать феррит в области отрицательной магнитной проницаемости вблизи FMR (частоты ферромагнитного резонанса), когда она относительно высока и при этом сохраняет низкие потери. Вблизи частоты ФМР величина μ' больше, чем на частотах вдали от нее. Предполагая, что коэффициент потерь примерно одинаков для NIM и обычного ферритового фазовращателя, мы могли бы ожидать значительного улучшения характеристик при использовании композита NIM, поскольку фазовые сдвиги будут значительно выше из-за более высокого дифференциала μ' . [7]

    Жидкокристаллическая настройка для метаматериалов

    [ редактировать ]

    Жидкокристаллический метаматериал, перестраиваемый в ближнем инфракрасном диапазоне

    [ редактировать ]

    Настройка в ближнем инфракрасном диапазоне осуществляется путем регулировки диэлектрической проницаемости присоединенного нематического жидкого кристалла . Жидкокристаллический материал, по-видимому, используется как в качестве подложки , так и в качестве оболочки для метаматериала с отрицательным показателем преломления . Метаматериал можно настроить от отрицательных значений индекса к нулевому индексу и к положительным значениям индекса. Кроме того, с помощью этого метода можно увеличить или уменьшить отрицательные значения индекса. [8] [9]

    Возможность настройки метаматериала в виде проволочной сетки, погруженного в нематический жидкий кристалл

    [ редактировать ]

    Субволновые металлические массивы, по сути, еще одна форма метаматериала, обычно работают на микроволновых и оптических частотах. Жидкий кристалл одновременно прозрачен и анизотропен на этих частотах. Кроме того, жидкий кристалл обладает свойством быть как внутренне перестраиваемым, так и обеспечивать настройку металлических массивов. Этот метод настройки метаматериала можно легко использовать в качестве электродов для подачи переключающего напряжения. [10]

    Настройка NIM с помощью жидких кристаллов

    [ редактировать ]

    Областями активных исследований оптических материалов являются метаматериалы, которые способны иметь отрицательные значения показателя преломления (NIM), и метаматериалы, которые способны иметь нулевой показатель преломления (ZIM). Сложные шаги, необходимые для изготовления этих наноразмерных метаматериалов, привели к желанию создавать настраиваемые структуры, способные работать в заданных спектральных диапазонах или резонансах.

    Наиболее часто применяемой схемой достижения этих эффектов является электрооптическая настройка . Здесь изменение показателя преломления пропорционально либо приложенному электрическому полю, либо пропорционально квадрату модуля электрического поля. Это эффект Поккельса и эффект Керра соответственно. Однако для достижения этих эффектов электроды должны быть встроены в процесс изготовления. Это усложняет методы формирования материалов. Другой альтернативой является использование нелинейного оптического материала в качестве одного из компонентов этой системы и изменение показателя преломления или магнитных параметров в зависимости от интенсивности оптического поля. [11]

    Жидкокристаллическая настройка кремниевых кольцевых резонаторов

    [ редактировать ]

    Кольцевые резонаторы — это оптические устройства, предназначенные для демонстрации резонанса для определенных длин волн. В слоистых структурах кремний-на-изоляторе они могут быть очень маленькими, иметь высокую добротность и низкие потери, что делает их эффективными фильтрами длин волн. Цель состоит в том, чтобы добиться настраиваемого показателя преломления в более широкой полосе пропускания. [12]

    Структурная перестраиваемость метаматериалов

    [ редактировать ]

    Предложен новый подход для эффективной настройки характеристик пропускания метаматериалов путем непрерывной корректировки структуры решетки и подтвержден экспериментально в микроволновом диапазоне. [13]

    Гибридные композиты из метаматериалов

    [ редактировать ]

    Метаматериалы первоначально исследовались как материал пассивного реагирования . Пассивная реакция была и до сих пор определяется структурированием элементов метаматериала. Другими словами, большинство исследований было сосредоточено на пассивных свойствах новой передачи, например, размере и форме включений, влиянии толщины металлической пленки, геометрии отверстий, периодичности , с пассивными реакциями, такими как отрицательный электрический отклик. , отрицательный индекс или индекс градиента и т. д. Кроме того, на резонансный отклик можно существенно повлиять путем нанесения диэлектрического слоя на массивы металлических отверстий и легирования полупроводниковой подложки. В результате происходит значительное смещение резонансной частоты. Однако даже эти два последних метода являются частью пассивного исследования материала. [14]

    Электромагнитные метаматериалы можно рассматривать как структурированные композиты с узорчатыми металлическими субволновыми включениями. Как мезоскопические физические системы, они строятся, начиная с уровня элементарной ячейки. Эти элементарные ячейки спроектированы так, чтобы обеспечивать заданные электромагнитные свойства. Характерной особенностью этого типа метаматериала является то, что отдельные компоненты имеют резонансный (связывающий) отклик на электрическую, магнитную или обе составляющие электромагнитного излучения источника. ЭМ-метаматериал как искусственно созданная среда передачи до сих пор обеспечивал желаемые ответы на частотах от микроволнового до ближнего видимого диапазона. [6]

    Введение природного полупроводникового материала внутри или как часть каждой ячейки метаматериала приводит к новой гибкости конструкции. Внедрение, применение и размещение полупроводниковых материалов стратегически планируются таким образом, чтобы они были тесно связаны на резонансной частоте элементов метаматериала. Гибридный композит из метаматериалов по-прежнему является пассивным материалом. Однако соединение с полупроводниковым материалом затем позволяет использовать внешний стимул и контролировать гибридную систему в целом, что приводит к изменениям в реакции пассивного метаматериала. Внешнее возбуждение создается в форме, например, фотопроводимости, нелинейности или усиления полупроводникового материала. [6]

    Настраиваемый спектральный диапазон посредством управления электрическим полем

    [ редактировать ]

    Терагерцовые (ТГц) метаматериалы могут иметь перестраиваемый спектральный диапазон, в котором магнитная проницаемость достигает отрицательных значений. Эти значения были установлены как теоретически, так и экспериментально. Продемонстрированный принцип представляет собой шаг вперед к метаматериалу с отрицательным показателем преломления, способному непрерывно перекрывать широкий диапазон ТГц частот и открывает путь для активного манипулирования миллиметровыми и субмиллиметровыми лучами. [15]

    Частотно-селективные поверхностные метаматериалы

    [ редактировать ]

    Частотно-избирательные поверхности ( FSS ) стали альтернативой метаматериалу с фиксированной частотой , где статическая геометрия и расстояние между элементарными ячейками определяют частотную характеристику данного метаматериала. Поскольку элементарные элементы массива сохраняют статическое положение на протяжении всей работы, новый набор геометрических форм и расстояний должен быть встроен в вновь изготовленный материал для каждой отдельной излучаемой частоты и отклика . Вместо этого метаматериалы на основе FSS допускают дополнительные изменения частот в одной среде (метаматериале), а не ограничение фиксированной частотной характеристики. [4]

    быть изготовлены в виде плоских двумерных периодических массивов металлических Частотно-избирательные поверхности могут элементов определенной геометрической формы или могут представлять собой периодические отверстия в металлическом экране. Коэффициенты передачи и отражения для этих поверхностей зависят от частоты рабочей , а также могут зависеть от поляризации и угла передаваемой электромагнитной волны, падающей на материал, или угла падения . Универсальность этих структур проявляется при наличии диапазонов частот, в которых данная ФСС полностью непрозрачна ( полосы заграждения ), и других диапазонов, в которых та же самая поверхность обеспечивает передачу волн . [16]

    Примером того, где эта альтернатива очень выгодна, является глубокий космос или спутник или телескоп на орбите . Затраты на регулярные космические полеты для доступа к одному оборудованию для настройки и обслуживания были бы непомерно высокими. Удаленная настройка в этом случае выгодна. [4]

    FSS был впервые разработан для управления характеристиками передачи и отражения падающей радиационной волны . Это привело к уменьшению размера ячейки , увеличению пропускной способности и возможности сдвига частот в реальном времени для искусственных материалов . [4]

    Этот тип структуры может быть использован для создания поверхности метаматериала с предполагаемым применением искусственных магнитных проводников или применением граничных условий . Другое применение - устройство с полосой задерживания для распространения поверхностных волн вдоль границы раздела. Это связано с тем, что поверхностные волны возникают в результате контакта двух сред с разными показателями преломления . В зависимости от применения системы, включающей две среды, может возникнуть необходимость ослабить поверхностные волны или использовать их. [17]

    Метаматериал на основе FSS использует (миниатюрную) модель эквивалентной LC-схемы . На низких частотах физика взаимодействий по существу определяется анализом модели ЖК и численным моделированием . Это также известно как статическая модель LC. На более высоких частотах концепции статического ЖК становятся недоступными. Это связано с зависимостью от фазировки . Когда FSS спроектирован с учетом характеристик запрещенной зоны электромагнитного поля ( EBG ), FSS спроектирован так, чтобы расширить свойства его полосы задерживания по отношению к дисперсионным частотам поверхностных волн (SW) (микроволновые и радиочастоты). Кроме того, как ЭБГ он предназначен для уменьшения его зависимости от направления распространения поверхностной волны, проходящей через поверхность (интерфейс). [17]

    Искусственные магнитные проводники и поверхности с высоким импедансом

    [ редактировать ]

    Тип метаматериала на основе FSS имеет взаимозаменяемую номенклатуру «Искусственный магнитный проводник» (AMC) или «Поверхность с высоким импедансом» (HIS). HIS, или AMC, представляет собой искусственную металлическую электромагнитную структуру. Конструкция спроектирована таким образом, чтобы избирательно поддерживать токи поверхностных волн, в отличие от обычных металлических проводников. Он применяется для микроволновых цепей и антенн. [18] [19] [20]

    В качестве заземляющего слоя антенны он подавляет распространение и поверхностных волн используется в качестве усовершенствования по сравнению с плоским металлическим листом в качестве заземляющего слоя или отражателя. Следовательно, эта стратегия имеет тенденцию улучшать характеристики выбранной антенны. [18] [19] [20]

    Сильные поверхностные волны достаточной силы, распространяющиеся по металлическому заземлению, достигнут края и распространяются в свободное пространство . Это создает многолучевую интерференцию . Напротив, поверхность HIS подавляет распространение поверхностных волн. управление диаграммой направленности радиочастотного или микроволнового Кроме того, эффективно увеличивается взаимная связь между антеннами. излучения, а также снижается [18] [19] [20]

    При использовании обычных заземляющих пластин в качестве экспериментального контроля поверхность HIS демонстрирует более гладкую диаграмму направленности, увеличение усиления основного лепестка , уменьшение нежелательного обратного излучения и уменьшение взаимной связи. [18]

    Описание

    [ редактировать ]

    HIS, или AMC, можно описать как тип материала с электромагнитной запрещенной зоной (EBG) или тип синтетического композита, который намеренно структурирован с поверхностью магнитного проводника для выделенного, но определенного диапазона частот . Структуры AMC или HIS часто возникают на основе специально разработанной периодической диэлектрической основы вместе с образцами металлизации , предназначенными для микроволновых и радиочастот . Схема металлизации обычно определяется предполагаемым применением структуры AMC или HIS. Более того, два присущих ему примечательных свойства, которые нельзя найти в природных материалах, привели к значительному количеству применений в микроволновых цепях. [19] [20]

    Во-первых, поверхности AMC или HIS спроектированы так, чтобы иметь выделенный набор частот, на которых электромагнитных поверхностных волн не допускается распространение и токов . Эти материалы одновременно полезны и практичны в качестве заземляющих плоскостей антенн , небольших фильтров обработки плоских сигналов или фильтров как часть волноводных структур. Например, поверхности AMC в качестве заземляющих плоскостей антенн способны эффективно ослаблять нежелательные волновые колебания или волнистость, создавая при этом хорошие диаграммы направленности. Это связано с тем, что материал способен подавлять распространение поверхностных волн в заданном диапазоне запрещенных частот.

    Во-вторых, поверхности AMC имеют очень высокий поверхностный импеданс в определенном диапазоне частот , где тангенциальное магнитное поле мало, даже при большом электрическом поле вдоль поверхности. Следовательно, поверхность AMC может иметь коэффициент отражения +1. [19] [20]

    Кроме того, фаза отражения падающего света является частью набора инструментов AMC и HIS. [примечание 3] Фаза отраженного электрического поля имеет перпендикулярное падение той же фазы электрического поля, падающей на границу раздела отражающей поверхности. Изменение фазы отражения происходит непрерывно в пределах от +180◦ до −180◦ относительно частоты. Ноль пересекается на одной частоте , где резонанс возникает . Примечательной особенностью является то, что полезная полоса пропускания AMC обычно определяется как от +90° до -90° по обе стороны от центральной частоты. [21] Таким образом, благодаря этому необычному граничному условию, в отличие от случая с обычной металлической заземляющей пластиной , поверхность AMC может функционировать как новый тип заземляющей пластины для низкопрофильных проволочных антенн ( систем беспроводной связи ). Например, даже несмотря на то, что горизонтальная проволочная антенна расположена очень близко к поверхности AMC, ток в антенне и ток ее изображения на плоскости земли синфазны, а не противофазны, тем самым усиливая излучение. [20] [21]

    [22]

    AMC как запрещенная зона FSS

    [ редактировать ]
    Верхнее изображение — печатная плата. Конструкция состоит из решетки металлических пластин, соединенных с цельным металлическим листом вертикальными проводящими отверстиями . : Нижнее изображение : взгляд сверху на поверхность с высоким сопротивлением: треугольная решетка из шестиугольных металлических пластин. Конфигурация создает емкостную и индуктивную поверхность. Его можно использовать в качестве материала запрещенной зоны на заданных частотах. Он также предназначен для улучшения работы антенны как новый периодический материал. [19]

    Материалы частотно-избирательных поверхностей (FSS) могут использоваться в качестве материала с запрещенной зоной в области поверхностных волн , на микроволновых и радиочастотных длинах волн. Поддержание поверхностных волн является свойством металлов . Это распространяющиеся электромагнитные волны, которые связаны с границей раздела между поверхностью металла и воздухом. Поверхностные плазмоны возникают на оптических частотах, но на микроволновых частотах они представляют собой обычные токи, возникающие в любом электрическом проводнике . [17] [19] На радиочастотах поля, связанные с поверхностными волнами, могут распространяться на тысячи длин волн в окружающее пространство, и их часто лучше всего описать как поверхностные токи. Их можно моделировать с точки зрения эффективной диэлектрической проницаемости или эффективного поверхностного импеданса. [19]

    Например, плоский металлический лист всегда имеет низкое поверхностное сопротивление . Однако, используя специальную текстуру на проводящей поверхности и специально разработанную геометрию , можно создать высокий поверхностный импеданс и изменить его электромагнитно-радиочастотные свойства . Выступы расположены в виде двухмерной решетчатой ​​структуры и могут быть представлены в виде канцелярских кнопок, выступающих из поверхности. [19]

    Поскольку выступы незначительно меньше рабочей длины волны , структуру можно описать с помощью модели эффективной среды , а электромагнитные свойства можно описать с помощью элементов сосредоточенной цепи ( конденсаторов и катушек индуктивности ). Они ведут себя как сеть параллельных резонансных LC-контуров , которые действуют как двумерный электрический фильтр, блокируя течение токов по листу. [19]

    Эта структура может затем служить искусственным магнитным проводником (AMC) из-за ее высокого поверхностного импеданса в определенном диапазоне частот. Кроме того, как искусственный магнитопровод он имеет запрещенную полосу частот, в которой не могут распространяться поверхностные волны и токи. Таким образом, поверхности АМК имеют хорошие диаграммы направленности без нежелательной ряби, основанные на подавлении распространения поверхностных волн в диапазоне частот запрещенной зоны. [20]

    Поверхностный импеданс получается из отношения электрического поля на поверхности к магнитному полю на поверхности, которое распространяется далеко в металл за пределы глубины скин-слоя. Когда на металлическую поверхность наносится текстура, поверхностный импеданс изменяется, а свойства поверхностных волн изменяются. На низких частотах он является индуктивным и поддерживает поперечные магнитные (TM) волны. На высоких частотах он является емкостным и поддерживает поперечные электрические (TE) волны. Вблизи частоты ЖК резонансной поверхностный импеданс очень высок. В этой области волны не связаны с поверхностью. Вместо этого они излучаются в окружающее пространство . [19] [23]

    Высокоимпедансная поверхность была изготовлена ​​в виде печатной платы. Конструкция представляет собой треугольную решетку из шестиугольных металлических пластин, соединенных с цельным металлическим листом вертикальными проводящими отверстиями . [19]

    Унипланарная компактная фотонная запрещенная зона

    [ редактировать ]

    Унипланарная компактная фотонная запрещенная зона (UC-PBG) предложена, смоделирована, а затем сконструирована в лаборатории, чтобы преодолеть выявленные ограничения технологии планарных схем. Подобно фотонным структурам с запрещенной зоной, он выгравирован на заземленной плоскости микрополосковой линии. Геометрия – квадратные металлические накладки. Каждая металлическая площадка имеет четыре соединительные ветви, образующие распределенную LC-цепь. [24] [25]

    См. также

    [ редактировать ]
    Академические журналы
    Книги о метаматериалах

    Примечания

    [ редактировать ]
    1. ^ А. Дегирон, Дж. Дж. Мок и Д. Р. Смит, Опт. Экспресс 15, 3 (2007).
    2. ^ Ц. Чжао, Л. Кан, Б. Ду, Б. Ли, Дж. Чжоу, Х. Тан, X. Лян и Б. Чжан, Appl. Физ. Летт. 90, 011112 (2007)
    3. ^ Когда свет переходит из одной среды (n-1) в другую (n-2), отраженный свет на этом интерфейсе претерпевает изменение фазы следующим образом: если n-1 < n-2, происходит изменение фазы на 180 градусов. Однако если n-1 > n-2: изменения фазы нет.

    Ссылки

    [ редактировать ]
    1. ^ Лапин, Михаил (2009). «Настраиваемые метаматериалы: ключевой шаг к практическому применению» (Интернет-страница) . Отдел новостей SPIE . дои : 10.1117/2.1200910.1827 .
    2. ^ «Настраиваемые метаматериалы подразумевают способность непрерывно изменять свои свойства посредством внешнего воздействия или сигнала с внутренним механизмом настройки».
    3. ^ Jump up to: а б с д и Он, Юнсюэ; Пэн Хэ; Соак Дэ Юн; П.В. Паримич; Ф. Дж. Рэчфорд; В. Г. Харрис; К. Виттория (июнь 2007 г.). «Настраиваемый NIM с использованием железо-иттриевого граната» (PDF) . Журнал магнетизма и магнитных материалов . 313 (1): 187–191. Бибкод : 2007JMMM..313..187H . дои : 10.1016/j.jmmm.2006.12.031 .
    4. ^ Jump up to: а б с д Каполино, Филиппо (октябрь 2009 г.). Теория и явления метаматериалов . Тейлор и Фрэнсис . стр. 32–1, глава 32. ISBN.  978-1-4200-5425-5 .
    5. ^ Jump up to: а б Хэнд, Томас Х.; Каммер, Стивен А. (15 марта 2008 г.). «Электромагнитный метаматериал с перестраиваемой частотой с использованием разрезных колец с сегнетоэлектрической нагрузкой» . Журнал прикладной физики . 103 (6): 066105–066105–3. Бибкод : 2008JAP...103f6105H . дои : 10.1063/1.2898575 . ISSN   0021-8979 .
    6. ^ Jump up to: а б с д и ж Чен, Хоу-Тонг; О'Хара, Джон Ф.; Азад, Абул К.; Тейлор, Антуанетта Дж .; Аверитт, Ричард Д.; Шрекенхамер, Дэвид Б.; Падилья, Уилли Дж. (май 2008 г.). «Экспериментальная демонстрация терагерцовых метаматериалов с быстрой перестройкой частоты» (PDF) . Природная фотоника . 2 (5): 295. CiteSeerX   10.1.1.738.111 . дои : 10.1038/nphoton.2008.52 . Проверено 1 ноября 2009 г.
    7. ^ Jump up to: а б Он, П.; П.В. Парими; Ю. Он; В.Г. Харрис; К. Виттория (2007). «Настраиваемый фазовращатель метаматериала с отрицательным показателем преломления» (PDF) . Электронные письма . 43 (25): 1440. Бибкод : 2007ElL....43.1440H . дои : 10.1049/эл:20072451 . S2CID   27300314 . Проверено 28 сентября 2009 г.
    8. ^ Вернер, Дуглас Х .; До-Хун Квон; Ям-Чун Ху; Александр В. Кильдышев; Владимир Михайлович Шалаев (19 марта 2007 г.). «Жидкокристаллические метаматериалы ближнего инфракрасного диапазона с настраиваемыми отрицательными-ноль-положительными показателями преломления» (PDF) . Оптика Экспресс . 15 (6): 3342–3347. Бибкод : 2007OExpr..15.3342W . дои : 10.1364/OE.15.003342 . ПМИД   19532575 .
    9. ^ Четтиар, Удай К.; Кильдышев Александр В.; Клар, Томас А.; Шалаев, Владимир М. (2006). «Метаматериал с отрицательным коэффициентом преломления, сочетающий магнитные резонаторы с металлическими пленками» (PDF) . Оптика Экспресс . 14 (17): 7872–7. arXiv : физика/0606129 . Бибкод : 2006OExpr..14.7872C . дои : 10.1364/OE.14.007872 . ПМИД   19529154 . S2CID   15001260 .
    10. ^ Горкунов М.В.; М.А. Осипов (05.02.2008). «Настраиваемость метаматериала в виде проволочной сетки, погруженного в нематический жидкий кристалл». Журнал прикладной физики . 103 (3): 036101–036101–3. arXiv : 0708.4286 . Бибкод : 2008JAP...103c6101G . дои : 10.1063/1.2837099 . S2CID   118533611 .
    11. ^ Ван, Сяньде; и др. (2007). «Настраиваемые оптические метаматериалы с отрицательным показателем преломления, использующие анизотропные жидкие кристаллы» (PDF) . Письма по прикладной физике . 91 (14): 143122. Бибкод : 2007ApPhL..91n3122W . дои : 10.1063/1.2795345 . Проверено 2 октября 2009 г.
    12. ^ Воут, Де Корт; Бекман, Йерун; Джеймс, Ричард; Фернандес, Ф. Анибал; Баец, Роэл; Нейтс, Кристиан; и др. (29 июня 2009 г.). «Настройка кольцевых резонаторов кремний-на-изоляторе с жидкокристаллической оболочкой с использованием продольной составляющей поля» (PDF) . Оптические письма . 34 (13): 2054–6. Бибкод : 2009OptL...34.2054D . CiteSeerX   10.1.1.701.4072 . дои : 10.1364/OL.34.002054 . ПМИД   19571997 . Проверено 11 октября 2009 г.
    13. ^ Лапин Михаил, Пауэлл, Дэвид; Горкунов Максим; Шадривов Илья; Маркес, Рикардо; Кившарь, Юрий; и др. (27 августа 2009 г.). «Структурная перестраиваемость метаматериалов». Прил. Физ. Летт . 95 (8): 084105. arXiv : 0907.2303 . Бибкод : 2009АпФЛ..95х4105Л . дои : 10.1063/1.3211920 . S2CID   16134652 .
    14. ^ Чен, Хоу-Тонг; Лу, Хун; Азад, Абул К.; Аверитт, Ричард Д.; Госсард, Артур К.; Тругман, Стюарт А.; О'Хара, Джон Ф.; Тейлор, Антуанетта Дж. (12 мая 2008 г.). «Электронный контроль необычайной терагерцовой передачи через субволновые массивы металлических отверстий». Оптика Экспресс . 16 (11): 7641–7648. arXiv : 0804.2942 . Бибкод : 2008OExpr..16.7641C . дои : 10.1364/OE.16.007641 . ПМИД   18545471 . S2CID   43183531 .
    15. ^ Немец, Х.; Кужель, П.; Кадлец, Ф.; Кадлец, К.; Яхиауи, Р.; Муне, П.; и др. (24 июня 2009 г.). «Перестраиваемые терагерцовые метаматериалы с отрицательной проницаемостью». Физический обзор B . 79 (24): 241108(R)(2009). Бибкод : 2009PhRvB..79x1108N . дои : 10.1103/PhysRevB.79.241108 .
    16. ^ Алу, Андреа ; Надер Энгета (2005). «Затухающий рост и туннелирование через стопки частотно-селективных поверхностей» . Антенны IEEE и письма о распространении беспроводной связи . 4 (1): 417–420. arXiv : cond-mat/0408384 . Бибкод : 2005IAWPL...4..417A . дои : 10.1109/LAWP.2005.859381 . S2CID   36548791 .
    17. ^ Jump up to: а б с Надер, Энгета; Ричард В. Циолковски (июнь 2006 г.). Метаматериалы: физико-технические исследования . Уайли и сыновья . с. 351 Гл. 13. ISBN  978-0-471-76102-0 .
    18. ^ Jump up to: а б с д Фридрих, Нэнси (май 2007 г.). «Электромагнитная поверхность с высоким импедансом улучшает характеристики антенны» . Журнал «Микроволны и радиочастоты» . стр. 62 (1 страница) . Проверено 23 августа 2010 г. См.: « Применение электромагнитной поверхности с высоким импедансом к спиральной антенне Архимеда Планировщика », «Письма о микроволновых и оптических технологиях » , январь 2007 г., стр. 129.
    19. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л Сивенпайпер, Д.; Чжан, Лицзюнь; Броас, RFJ; Алексополус, Н.Г.; Яблонович, Э. (1999). «Высокоомные электромагнитные поверхности с запрещенной полосой частот». Транзакции IEEE по теории и технике микроволнового излучения . 47 (11): 2059–2074. Бибкод : 1999ITMTT..47.2059S . дои : 10.1109/22.798001 . ISSN   0018-9480 . S2CID   10739769 .
    20. ^ Jump up to: а б с д и ж г Зон, младший; Ким, Ки Ён; Тэ, Хын-Сик; Ли, HJ; и др. (2006). «Сравнительное исследование различных искусственных магнитопроводов для низкопрофильной антенны» . Прогресс в исследованиях в области электромагнетизма . 61 : 27–37. дои : 10.2528/PIER06011701 .
    21. ^ Jump up to: а б Коста, Ф.; Дженовези, С.; Монорчио, А. (2009). «О пропускной способности высокоомных частотно-селективных поверхностей». Антенны IEEE и письма о распространении беспроводной связи . 8 : 1341–1344. arXiv : 1001.0523 . Бибкод : 2009IAWPL...8.1341C . дои : 10.1109/LAWP.2009.2038346 . S2CID   25355897 . Бесплатная загрузка PDF.
    22. ^ Маквей, Дж.; Энгета, Н.; Хурфар, А. (2004). «Поверхности метаматериалов с высоким импедансом с использованием включений по кривой Гильберта» (PDF) . Письма IEEE о микроволновых и беспроводных компонентах . 14 (3): 130–132. дои : 10.1109/LMWC.2003.822571 . S2CID   8257020 . Архивировано из оригинала (PDF) 24 марта 2012 г. Бесплатная загрузка PDF.
    23. ^ Сивенпайпер, Д.; Чжан, Л.; Яблонович, Э. (1999). «Высокоомные электромагнитные заземляющие плоскости». Дайджест Международного симпозиума по микроволновому оборудованию IEEE MTT-S, 1999 г. (кат. № 99CH36282) . Том. 4. стр. 1529–1532. дои : 10.1109/MWSYM.1999.780247 . ISBN  978-0-7803-5135-6 . S2CID   41076146 .
    24. ^ Фей-Ран Ян; Куанг-Пин Ма; Юнси Цянь; Ито, Т. (1999). «Онипланарная компактная структура с фотонной запрещенной зоной (UC-PBG) и ее применение в микроволновых цепях» (PDF) . Транзакции IEEE по теории и технике микроволнового излучения . 47 (8): 1509. Бибкод : 1999ITMTT..47.1509Y . дои : 10.1109/22.780402 . Архивировано из оригинала (PDF) 24 марта 2012 г.
    25. ^ Юнси Цянь; Ито, Т. (1999). «Микроволновые применения структур с фотонной запрещенной зоной (PBG)» (PDF) . 1999 г. Азиатско-Тихоокеанская конференция по микроволновому оборудованию. APMC'99. Микроволновые печи входят в 21 век. Материалы конференции (кат. № 99TH8473) . Том. 2. С. 315–318. дои : 10.1109/APMC.1999.829858 . ISBN  978-0-7803-5761-7 . S2CID   40936740 . Архивировано из оригинала (PDF) 8 октября 2012 г.
    [ редактировать ]
    Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Tunable_metamaterial&oldid=1235294642"
    Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
    Arc.Ask3.Ru
    Номер скриншота №: 79943f1a84eb7ab52a9bbbb87ffbd584__1721307660
    URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/79/84/79943f1a84eb7ab52a9bbbb87ffbd584.html
    Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
    Tunable metamaterial - Wikipedia
    Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)