Теріс индексті метаматериал - Negative-index metamaterial

Теріс индексті метаматериал жарықтың сынуы немесе иілуіне әкеледі, мысалы, көбінесе оң индексті материалдардан басқаша шыны линзалар

Теріс индексті метаматериал немесе теріс индексті материал (NIM) Бұл метаматериал кімдікі сыну көрсеткіші үшін электромагниттік толқын кейбіреулеріне қатысты теріс мәні бар жиілігі ауқымы.[1]

NIM-дер деп аталатын мерзімді негізгі бөліктерден тұрады ұяшықтар, олар әдетте айтарлықтай аз толқын ұзындығы сыртынан қолданылатын электромагниттік сәулелену. Алғашқы эксперименттік зерттелген NIM-дің бірлік ұяшықтары салынған плата материал, немесе басқаша айтқанда, сымдар және диэлектриктер. Жалпы, бұл жасанды түрде жасушалар жинақталған немесе жазықтық және жеке NIM құрастыру үшін белгілі бір қайталанатын үлгіде конфигурацияланған. Мысалы, бірінші NIM-дің бірлік ұяшықтары көлденең және тігінен жинақталды, нәтижесінде қайталанатын және жоспарланған үлгі пайда болды (суреттерді төменде қараңыз).

Әрбір ұяшықтың реакциясының сипаттамалары құрылыстың алдында алдын-ала анықталған және бүкіл, жаңадан салынған материалдың жауап реакциясына негізделген. Басқаша айтқанда, әр ұяшық NIM-нің қажетті нәтижесіне сүйене отырып, белгілі бір жолмен жауап беру үшін жеке-жеке бапталады. Жиынтық реакциясы негізінен әрбір ұяшықтың бірлігімен анықталады геометрия және оның құрылтай материалдарының жауабынан айтарлықтай ерекшеленеді. Басқа сөзбен айтқанда, NIM-нің жауап беру тәсілі - бұл сымдардан немесе металдардан және диэлектриктерден айырмашылығы жаңа материал. Демек, NIM-ге айналды тиімді орта. Сондай-ақ, іс жүзінде бұл метаматериал «тапсырыспен» айналды макроскопиялық төменнен жоғары синтезделген материал »және оның компоненттерінен тыс пайда болатын қасиеттері бар.[2]

Үшін теріс мәнді көрсететін метаматериалдар сыну көрсеткіші оларды бірнеше терминологияның кез-келгені жиі атайды: солақай ақпарат құралдары немесе солақай материал (LHM), артқа толқынды медиа (BW медиа), сыну көрсеткіші теріс, екі есе теріс (DNG) метаматериалдар және басқа ұқсас атаулар.[3]

Қасиеттері мен сипаттамалары

A сплинг-сақина резонаторы теріс шығару үшін реттелген массив сыну көрсеткіші, шыны талшық тақтасының бір-біріне жабысатын парақтарына орнатылған мыс сплинг-сақиналы резонаторлар мен сымдардан жасалған.
Жалпы жиым жалпы өлшемдері 10 × 100 × 100 миллиметр болатын 3-тен 20 × 20 бірлік ұяшықтардан тұрады.[4][5] Биіктігі 10 миллиметр сызғыштағы дюйммен белгіленген алты бөліну белгілерінен сәл асады.

Электродинамика Сынудың теріс көрсеткіштері бар медианы алғаш рет орыс теоретик-физигі зерттеді Виктор Веселаго бастап Мәскеу физика-техникалық институты 1967 жылы.[6] Ұсынылған солақай немесе теріс-индекс материалдар болды теориялы көрмеге қою оптикалық қасиеттері соларға қарама-қарсы шыны, ауа, және басқа да мөлдір медиа. Мұндай материалдар әдеттен тыс және күтпеген жолдармен жарық иілу немесе сыну сияқты қарсы қасиеттерді көрсетеді деп болжанған. Алайда алғашқы практикалық метаматериал 33 жылдан кейін ғана жасалынған және ол Веселаго тұжырымдамаларын жасайды.[1][3][6][7]

1978 жылы Сергей П. Ефимов бастап Бауман атындағы Мәскеу мемлекеттік техникалық университеті толқынның сыну теориясында күтпеген әсер тапты. Оның зерттеуі Френель теңдеулерінің шектеулерін жеңу үшін Максвелл теңдеулерінің негізгі қасиеттеріне негізделген. Ол толығымен шағылыспайтын кристалдың, яғни анизотропты ортаның параметрлерін тапты. Табылған қасиет метаматериалдар тұжырымдамаларын дамыту үшін маңызды.[8][9]

Қазіргі уақытта манипуляциялау үшін теріс индексті метаматериалдар жасалуда электромагниттік сәулелену жаңа тәсілдермен. Мысалға, оптикалық және электромагниттік табиғи материалдардың қасиеттері жиі өзгереді химия. Метаматериалдардың көмегімен оптикалық және электромагниттік қасиеттерді өзгерту арқылы жасауға болады геометрия оның ұяшықтар. Бірлік ұяшықтары - геометриялық келісімдерге реттелген, өлшемдері фракциялар болатын материалдар толқын ұзындығы сәулеленген электромагниттік толқын. Әрбір жасанды қондырғы көзден шыққан сәулеге жауап береді. Ұжымдық нәтиже - материалдың электромагниттік реакциясы толқын бұл қалыптыдан кеңірек.[1][3][7]

Кейіннен беріліс ұяшықтарының пішінін, өлшемін және конфигурацияларын реттеу арқылы өзгертіледі. Бұл белгілі материал параметрлерін бақылауға әкеледі өткізгіштік және магниттік өткізгіштік. Бұл екі параметр (немесе шамалар) анықтайды көбейту электромагниттік толқындардың зат. Демек, өткізгіштік пен өткізгіштік мәндерін бақылау дегеніміз сыну көрсеткіші теріс немесе нөлдік, сондай-ақ шартты түрде оң болуы мүмкін. Барлығы көзделгенге байланысты қолдану немесе қажетті нәтиже. Сонымен, оптикалық қасиеттері мүмкіндіктерінен тыс кеңейтілуі мүмкін линзалар, айналар және басқа әдеттегі материалдар. Сонымен қатар, ең көп зерттелген әсерлердің бірі - сынудың теріс индексі.[1][3][6][7]

Кері таралу

Сынудың теріс индексі болған кезде, таралуы электромагниттік толқын қалпына келтірілген. Төмендегі ажыратымдылық дифракция шегі мүмкін болады. Бұл белгілі толқын ұзындығын бейнелеу. Электромагниттік тегіс бет арқылы жарық сәулесін беру - тағы бір мүмкіндік. Қайта, әдеттегі материалдар әдетте қисық және дифракция шегінен төмен ажыратымдылыққа жете алмайды. Сондай-ақ, материалдағы электромагниттік толқындарды басқа қарапайым материалдармен (соның ішінде ауамен) кері қайтару, әдетте, орын алатын шығындарды азайтуға әкелуі мүмкін.[1][3][6][7]

Антипараллельділікпен сипатталатын электромагниттік толқынның кері жағы фазалық жылдамдық сонымен қатар сынудың теріс көрсеткішінің индикаторы болып табылады.[1][6]

Сонымен қатар, теріс индексті материалдар теңшелген композиттер болып табылады. Басқаша айтқанда, материалдар ойдағыдай нәтижемен біріктіріледі. Материалдардың тіркесімдері табиғатта болмаған оптикалық қасиеттерге жету үшін жасалуы мүмкін. Композиттік материалдың қасиеттері одан туындайды тор құрылымы электромагниттегіден гөрі кіші компоненттерден жасалған толқын ұзындығы электромагниттік толқын ұзындығынан аз болатын арақашықтықтармен бөлінген. Сол сияқты зерттеушілер осындай метаматериалдарды ойлап табумен шектелген фундаментальды шектеулерден өтуге тырысуда толқын ұзындығы туралы жарық.[1][3][7] Қазіргі уақытта ерекше және қарсы интуитивті қасиеттер электромагниттік манипуляциялық практикалық және коммерциялық қолданыста микротолқындар жылы сымсыз және байланыс жүйелері. Соңында, зерттеулер басқа облыстарда жалғасуда электромагниттік спектр, оның ішінде көрінетін жарық.[7][10]

Материалдар

Жұмыс істеген алғашқы метаматериалдар микротолқынды пеш режимі немесе сантиметр толқын ұзындығы, of электромагниттік спектр (шамамен 4,3 ГГц). Ол салынған сплинг-сақиналы резонаторлар және түзу сымдарды өткізу (бірлік ұяшықтар ретінде). Бірлік ұяшықтарының өлшемдері 7-ден 10-ға дейін болды миллиметр. Бірлік ұяшықтары екі өлшемді (мерзімді ) қайталанатын үлгі кристалл тәрізді геометрия. Бірлік ұяшықтары да, тор аралығы сәулеленген электромагниттік толқыннан кішірек болды. Бұл материалдың өткізгіштігі де, өткізгіштігі де теріс болған кезде алғашқы солақай материал шығарды. Бұл жүйе келесіге сүйенеді резонанс бірлік ұяшықтарының тәртібі. Төменде зерттеушілер тобы осындай резонанстық мінез-құлыққа сенбейтін солақай метаматериал туралы идеяны дамытады.

Микротолқынды диапазондағы зерттеулер сплит-сақиналы резонаторлармен және өткізгіш сымдармен жалғасуда. Зерттеулер материалдардың осы конфигурациясымен қысқа толқын ұзындықтарында жалғасуда және ұяшықтардың өлшем бірліктері кішірейтілген. Алайда, айналасында 200 терагерц Бөлінген сақина резонаторын пайдалануды проблемалық ететін мәселелер туындайды. «Терагерц пен оптикалық режимдерге балама материалдар қолайлы болады«Осы толқындардың ұзындығында материалдарды таңдау және өлшемдердің шектеулілігі маңызды болады.[1][4][11][12] Мысалы, 2007 жылы күмістен жасалған және қайталанатын үлгіде тоқылған 100 нанометрлік торлы сымның дизайны көзге көрінетін спектрдің ең соңы - 780 нанометрлік толқын ұзындығында сәулелер жіберді. Зерттеушілер бұл 0,6 теріс сыну тудырды деп санайды. Дегенмен, бұл микротолқын режиміндегі алдыңғы метаматериалдар сияқты бір ғана толқын ұзындығында жұмыс істейді. Демек, метаматериалдарды «толқын ұзындығы кішірек болғанда жарық сындыратындай» етіп жасау және кең жолақты мүмкіндіктерді дамыту қиынға соғады.[13][14]

Жасанды трансмиссиялық желі

Artificial transmission-line-media.png

Ішінде метаматериалдық әдебиеттер, орта немесе ақпарат құралдары сілтеме жасайды тарату ортасы немесе оптикалық орта. 2002 жылы зерттеушілер тобы резонанстық мінез-құлыққа тәуелді материалдардан айырмашылығы, резонанс тудырмайды деген идеяны ұсынды құбылыстар тардан асып түсуі мүмкін өткізу қабілеттілігі сымның шектеулері /сплинг-сақина резонаторы конфигурация. Бұл идея өткізу қабілеттілігі кең орта түріне аударылған, теріс сыну, артқа толқындар және фокустау тыс дифракция шегі.

Олар сплинг-сақиналы резонаторлардан босатылып, орнына желіні қолданды L-C жүктелді электр беру желілері. метаматериалдық әдебиет бұл жасанды деп аталды электр беру желісі бұқаралық ақпарат құралдары. Сол кезде оның сымнан және сплитті сақиналы резонаторлардан жасалған қондырғыға қарағанда ықшамды болудың қосымша артықшылығы болды. Желінің екеуі де масштабталатын болды мегагерц онға дейін гигагерц диапазон) және реттеуге болады. Оған фокустау әдісі де кіреді қызығушылықтың толқын ұзындығы.[15]2007 жылға қарай сыну индексінің теріс тарату желісі бос кеңістіктегі жалпақ линзаларға бағдарланған субтолқын ұзындығы ретінде қолданылды. Бұл бос кеңістіктің объективі екендігі айтарлықтай алға басушылық болып табылады. Алдын-ала жүргізілген зерттеулердің бір бөлігі электр жеткізу желісіне ендіруді қажет етпейтін линза жасауға бағытталған.[16]

Оптикалық домен

Метаматериалдың компоненттері қысқарады, өйткені зерттеулер толқындардың қысқа ұзындықтарын (жоғары жиіліктерді) зерттейді электромагниттік спектр ішінде инфрақызыл және көрінетін спектрлер. Мысалы, теория мен эксперимент кішігірім жылқы пішінді сплинг сақиналы резонаторлармен зерттелген литографиялық техникалар,[17][18] сонымен қатар жұптасқан металл нанородтар немесе наностриптер,[19] және нанобөлшектер схемалар ретінде жасалған кесек элементтер модельдері [20]

Қолданбалар

Теріс индексті материалдар туралы ғылым кабельдер, сымдар немесе ауа арқылы өтетін электромагниттік сигналдарды тарататын, тарататын, қалыптастыратын немесе қабылдайтын әдеттегі құрылғылармен сәйкес келеді. Осы жұмысқа қатысатын материалдар, құрылғылар мен жүйелердің қасиеттері өзгертілуі немесе жоғарылауы мүмкін. Демек, бұл қазірдің өзінде болып жатыр метаматериалды антенналар[21] және коммерциялық қол жетімді құрылғылар. Оның үстіне сымсыз домен бұл метаматериалды аппараттарды зерттеу жалғасуда. Басқа қосымшалар да зерттелуде. Бұлар электромагниттік абсорберлер сияқты радиолокациялық электрлік ұсақ резонаторлар, толқын бағыттағыштар шеңберінен асып кетуі мүмкін дифракция шегі, фазалық компенсаторлар, фокустау құрылғыларындағы жетістіктер (мысалы, микротолқынды линза ) және электрлік антенналары жақсартылған.[22][23][24][25]

Ішінде оптикалық дамушы жиілік режимі суперлендер төменде кескін жасауға мүмкіндік беруі мүмкін дифракция шегі. Теріс индексті метаматериалдарға арналған басқа ықтимал қосымшалар оптикалық болып табылады нанолитография, нанотехнология биомедициналық бейнелеу және субтолқын ұзындығы фотолитографиясы үшін пайдалы болуы мүмкін схемалық схема, сонымен қатар жақын өрістегі суплендер (Pendry, 2000).[25]

Өткізгіштік пен өткізгіштікті манипуляциялау

Сыну әр түрлі екі орта арасындағы интерфейстегі жарық сыну көрсеткіштері, n-мен2 > n1. Екінші ортада жылдамдық төмен болғандықтан (v2 1), сыну бұрышы θ2 түсу бұрышынан is аз1; яғни жоғары индексті ортадағы сәуле нормаға жақын.

Кез келгенін сипаттау үшін электромагниттік мысалы, берілген ахиральды материалдың қасиеттері оптикалық линза, екі маңызды параметр бар. Бұлар өткізгіштік, , және өткізгіштік, , бұл жарықты дәл болжауға мүмкіндік береді толқындар материалдар ішінде және электромагниттік құбылыстар болған кезде пайда болады интерфейс екі материал арасында.[26]

Мысалға, сыну - бұл екі материалдың арасында пайда болатын электромагниттік құбылыс. Снелл заңы сәулесінің түсу бұрышы арасындағы тәуелділікті айтады электромагниттік сәулелену (жарық) және алынған сыну бұрышы сыну индекстеріне сүйенеді, , екі медиадан (материалдар). Ахиральды ортаның сыну көрсеткіші бойынша келтірілген .[27] Демек, сыну көрсеткіші осы екі параметрге тәуелді екенін көруге болады. Сондықтан, егер жобаланған немесе ерікті түрде өзгертілген мәндер үшін кіріс болады және , содан кейін материалдың ішіндегі электромагниттік толқындардың таралу әрекетін өз қалауыңыз бойынша басқаруға болады. Содан кейін бұл қабілет сыну индексін әдейі анықтауға мүмкіндік береді.[26]

Біркелкі жазықтық интерфейсіндегі жарықтың теріс сынуын бейнелейтін бейне.

Мысалы, 1967 ж. Виктор Веселаго аналитикалық жолмен жарықтың кері бағытта сынатындығы (теріс), сыну көрсеткіші теріс және кәдімгі оңды көрсететін материал арасындағы шекарада анықталады сыну көрсеткіші. Бұл ерекше материал қағазда бір уақытта теріс мәндермен жүзеге асырылды , және, , сондықтан қос теріс материал деп атауға болады. Алайда, Веселаго заманында екі есе теріс параметрлерді көрсететін материал бір уақытта мүмкін емес болып көрінді, өйткені мұндай эффект бере алатын табиғи материалдар жоқ. Сондықтан, оның жұмысы үш онжылдықта еленбеді.[26]. Ол кейінірек Нобель сыйлығына ұсынылды.

1987 жылы Сергей П. Ефимов Френель формулаларының шектеулерін жеңу үшін Максвелл теңдеулерінің негізгі қасиетін пайдаланды.[28] Ол Z осінің масштабын өзгертті: Z '= Z / K, яғни Z = бойымен бос орта сығылады, сондықтан Максвелл теңдеулері тензорлары бар макроскопиялық анизотропты орта үшін теңдеулерге барады ε және μ. Рұқсат εз осінің бойымен Z көлденең ε болғанда К-ге теңтр 1 / К-ге тең. Өткізгіштік μз К-ге тең және көлденең μтр 1 / К-ге тең. Бос кеңістіктегі толқын сынған толқынға ауысады. Демек, табылған кристалда кез-келген бұрышта және кез-келген жиілікте шағылысу болмайды. Тікелей есептеу шағылысу коэффициентін «кванттық эффектке» ұқсас нөлге тең етіп береді. Параметр K болуы мүмкін екендігі өте маңызды теріс және күрделі Тіпті эффекттің шығу тегі «қысу» қасиетінде болса да, Сергей П. Ефимов акустикалық толқын теңдеулеріне ұқсас трансформацияны қолданды.[29] Үш тұжырымдама - теріс индексті орта, шағылыспайтын кристалл және супер линза метаматериалдар теориясының негізі болып табылады. [30][31][32]

Жалпы физикалық қасиеттері туралы табиғи материалдар шектеулерді тудырады. Көпшілігі диэлектриктер тек оң рұқсат етушіліктері бар, > 0. Металдар теріс өткізгіштікке ие болады, Оптикалық жиіліктегі <0, ал плазмалар жиіліктің белгілі бір белдеулерінде теріс өткізгіштік мәндерін көрсетеді. Пендри және басқалар. екенін көрсетті плазма жиілігі төменгі жағында болуы мүмкін микротолқынды пеш ауыстыратын металл шыбықтардан жасалған материалмен металдарға арналған жиіліктер құйма металл. Алайда, осы жағдайлардың әрқайсысында өткізгіштік әрқашан оң болып қалады. Микротолқынды жиілікте кейбіреулерінде теріс μ пайда болуы мүмкін ферромагниттік материалдар. Бірақ ішкі кемшіліктерді оларды жоғарыда табу қиын терахертс жиіліктер. Кез-келген жағдайда, бір уақытта өткізгіштік пен өткізгіштік үшін теріс мәндерге қол жеткізе алатын табиғи материал табылған немесе табылған жоқ. Демек, мұның бәрі қажетті нәтижелерге қол жеткізу үшін метаматериалдар деп аталатын жасанды композициялық материалдарды салуға әкелді.[26]

Хиралитке байланысты сынудың теріс көрсеткіші

Жағдайда хирал материалдар, сыну көрсеткіші тек өткізгіштікке байланысты емес және өткізгіштігі , сонымен қатар chirality параметрі бойынша , нәтижесінде солға және оңға дөңгелек поляризацияланған толқындар үшін айқын мәндер шығады

Теріс индекс бір дөңгелек поляризация толқындары үшін пайда болады, егер > . Бұл жағдайда екеуі де, екеуі де қажет емес және сынудың теріс көрсеткішіне жету үшін теріс бол. Пендрри хиральдылыққа байланысты сынудың теріс индексін болжады[33] және Третьяков т.б.,[34] және алғашында Өрік бір мезгілде және тәуелсіз түрде байқады т.б.[35] және Чжан т.б.[36] 2009 жылы.

Табиғатта бұрын-соңды болмаған физикалық қасиеттер

Теориялық мақалалар 1996 және 1999 жылдары жарық көрді, олар синтетикалық материалдарды негативті түрде көрсетуге болатындығын көрсетті өткізгіштік және өткізгіштік.[1 ескерту]

Бұл қағаздар, бірге Веселаго 1967 жылы теріс индексті материалдардың қасиеттеріне теориялық талдау жасау үшін а метаматериал теріс тиімді өткізгіштігі мен өткізгіштігі бар.[37][38][39] Төменде қараңыз.

A метаматериал теріс индексті мінез-құлықты көрсету үшін әзірленген, әдетте жеке компоненттерден қалыптасады. Әр компонент сәулеленуге әр түрлі және дербес жауап береді электромагниттік толқын ол материал арқылы жүріп өткен кезде. Бұл компоненттер сәулеленгенге қарағанда аз болғандықтан толқын ұзындығы а деп түсініледі макроскопиялық көрініске тиімді мән өткізгіштігі үшін де, өткізгіштігі үшін де.[37]

Композициялық материал

2000 жылы, Дэвид Р.Смит командасы UCSD зерттеушілер жаңа класс шығарды композициялық материалдар құрылымды сақиналарға параллель орналасқан жіңішке мыс сплит-сақиналары мен кәдімгі сым сегменттерінің тізбегінен тұратын схема тақтасына төсеу арқылы. Бұл материал ерекше болды физикалық қасиеттері табиғатта бұрын-соңды байқалмаған. Бұл материалдар сәйкес келеді физика заңдары, бірақ өзіңізді қалыпты материалдардан өзгеше ұстаңыз. Негізінде бұлар теріс индексті метаматериалдар көптеген мүмкіндікті қайтара алатындығымен атап өтілді физикалық қасиеттері қарапайым оптикалық материалдардың әрекетін реттейтін. Осындай ерекше қасиеттердің бірі - бұл бірінші рет кері айналдыру мүмкіндігі, Снелл заңы сыну. UCSD тобы микротолқындар үшін сыну көрсеткіштерін көрсеткенге дейін материал қол жетімді болмады. 1990 жылдардағы өндіріс және есептеу қабілеттеріндегі жетістіктер бұған бірінші мүмкіндік берді метаматериалдар салынуы керек. Осылайша, «жаңа» метаматериал сипатталған әсерлерге тексерілді Виктор Веселаго 30 жыл бұрын. Осыдан кейін көп ұзамай жүргізілген осы эксперименттің зерттеулері басқа әсерлердің пайда болғанын хабарлады.[5][37][38][40]

Бірге антиферромагнетиктер және оқшаулаудың жекелеген түрлері ферромагнетиктер, тиімді теріс магниттік өткізгіштік қол жеткізуге болады поляритон резонанс бар Сынудың теріс индексіне қол жеткізу үшін теріс мәндері бар өткізгіштік бірдей жиілік аралығында болуы керек. Қолдан жасалған сплинг-сақина резонаторы бұл үлкен шығындарды азайтуға уәде беріп, оны жүзеге асыратын дизайн. Метаматериалдың алғашқы енгізілуімен шығындар антиферромагниттік немесе ферромагниттік материалдардан аз болған көрінеді.[5]

2000 жылы алғаш рет көрсетілгенде, композициялық материал (NIM) тек таратумен шектелді микротолқынды сәулелену 4-тен 7-ге дейінгі жиілікте гигагерц (4.28-7.49 см толқын ұзындығы). Бұл диапазон тұрмыстық микротолқынды пештердің жиілігі арасында (~2.45  ГГц, 12.23 см) және әскери радарлар (~ 10 ГГц, 3 см). Көрсетілген жиіліктер, импульстер электромагниттік сәулелену материал арқылы бір бағытта қозғалу қарама-қарсы бағытта қозғалатын құраушы толқындардан тұрады.[5][40][41]

Метаматериал а ретінде салынған мерзімді массив туралы мыс контурлық тақтаға салынған сақиналы және сымды өткізгіш элементтер. Дизайн жасушалардың, ал тор аралығы жасушалар арасында, сәулеленгеннен әлдеқайда аз болды электромагниттік толқын ұзындығы. Демек, ол ан ретінде әрекет етеді тиімді орта. Материал назар аударды, өйткені оның ауқымы (тиімді) өткізгіштік εэфф және өткізгіштік μэфф мәндері кез-келген қарапайым материалда табылғаннан асып түсті. Сонымен қатар, осы ортада пайда болған теріс (тиімді) өткізгіштік сипаттамасы ерекше назар аударады, өйткені ол бар емес қарапайым материалдардан табылған. Сонымен қатар, магниттік компоненттің теріс мәндері оның солақай номенклатурасымен және қасиеттерімен тікелей байланысты (төмендегі бөлімде талқыланады). The сплинг-сақина резонаторы (SRR) 1999 жылғы алдыңғы теориялық мақаланың негізінде теріс өткізгіштікке қол жеткізу үшін қолданылатын құрал болып табылады. Бұл бірінші композиция метаматериал содан кейін сплит-сақиналы резонаторлардан және электр өткізгіш посттардан тұрады.[5]

Бастапқыда бұл материалдар толқын ұзындығымен салыстырғанда ұзағырақ көрсетілген көрінетін спектр. Сонымен қатар, алғашқы NIM-дер қолдан жасалған мөлдір емес материалдар және әдетте магнитті емес компоненттерден жасалған. Көрнекілік ретінде, егер бұл материалдар салынған болса көрінетін жиіліктер және а фонарь алынған NIM тақтасына жарқырайды, материал фокусты көрсетуі керек жарық екінші жағында. Бұл қарапайым мөлдір емес материал парағымен мүмкін емес.[1][5][40] 2007 жылы NIST бірлесе отырып Су Зертхана Калтех алғашқы NIM оптикалық жиілікте белсенді құрды. Жақында (2008 жылғы жағдай бойынша)), кремний мен күміс сымдардан жасалған қабатты «балық торы» NIM материалдары белсенді оптикалық элементтер жасау үшін оптикалық талшықтарға біріктірілген.[42][43][44]

Бір уақытта теріс өткізгіштік және өткізгіштік

Теріс өткізгіштікэфф <0 металдардан жиіліктерге дейін табылған және жүзеге асырылған плазма жиілігі, бірінші метаматериалға дейін. Олар екеу талаптар үшін теріс мәнге жету үшін сыну. Біріншіден, μ теріс өткізгіштікке қабілетті материал жасауэфф <0. Екіншіден, өткізгіштік үшін де, өткізгіштік үшін де теріс мәндер жиіліктің жалпы ауқымында бір уақытта пайда болуы керек.[1][37]

Сондықтан алғашқы метаматериал үшін гайкалар мен болттар бір сплинг-сақина резонаторы электромагниттік бір (электрлік) өткізгіш постымен біріктірілген. Бұлар қажетті мәндерге жету үшін белгіленген жиіліктерде резонанс тудыруға арналған. Бөлінген сақинаның макияжына қарап, байланысты магнит өрісі SRR үлгісі болып табылады диполярлы. Бұл диполярлық мінез-құлық ерекше, өйткені бұл табиғатқа еліктейді атом, бірақ әлдеқайда үлкен масштабта, мысалы, 2.5 миллиметр. Атомдар масштабта бар пикометрлер.

Сақиналардағы бөліністер а жасайды динамикалық мұнда SRR бірлік ұяшығын жасауға болады резонанс кезінде сәулеленген толқын ұзындықтары әлдеқайда үлкен қарағанда диаметрі сақиналардың Егер сақиналар жабық болса, толқын ұзындығының жарты шекарасы болар еді электромагниттік талап ретінде жүктелген резонанс.[5]

Екінші сақинадағы сплит бірінші сақинадағы сплитке қарама-қарсы бағытталған. Бұл жерде үлкен көлемді генерациялау қажет сыйымдылық, бұл кішігірім алшақтықта пайда болады. Бұл сыйымдылық шоғырланған кезде резонанстық жиілікті айтарлықтай төмендетеді электр өрісі. Оң жақта бейнеленген жеке SRR резонанстық жиілікке ие болды 4,845 ГГц, және резонанс қисығы, графикке салынған, сонымен қатар көрсетілген. Бастап радиациялық шығындар сіңіру және шағылысу өлшемдері едәуір аз болғандықтан, өлшем бірліктері олардан әлдеқайда аз бос орын, сәулеленген толқын ұзындығы.[5]

Бұл бірліктер немесе ұяшықтар а-ға біріктірілген кезде мерзімді орналастыру, магниттік муфталар резонаторлар арасында күшейтілген және а күшті магниттік муфталар пайда болады. Қарапайым немесе әдеттегі материалдармен салыстырғанда ерекше қасиеттер пайда бола бастайды. Біріншіден, бұл мерзімді күшті байланыстырушы материал қазірдің өзінде μ тиімді магниттік өткізгіштікке ие материал жасайдыэфф жауап ретінде радиациялық-оқиға магнит өрісі.[5]

Композициялық материал

Генералды бейнелеу дисперсия қисығы, аймақ көбейту нөлден төменге дейін жүреді жолақ жиегі, содан кейін бос орын, содан кейін жоғарғы өткізу жолағы. Болуы а 400 МГц арасындағы алшақтық 4,2 ГГц және 4,6 ГГц μ болатын жиіліктер жолағын білдіредіэфф <0 пайда болады.

(Алдыңғы бөлімдегі суретті қараңыз)

Сонымен қатар, сымдар қосылған кезде симметриялы түрде бөлінген сақиналар арасында, а өткізу жолағы бұрын пайда болады тыйым салынған топ Бөлінген сақиналық дисперсия қисықтарының. Бұл өткізу жолағының бұрын тыйым салынған аймақта болуы теріс that екенін көрсетедіэфф бұл аймақ теріс μ-мен үйлескенэфф теориялық болжамдармен сәйкес келетін көбейтуге мүмкіндік беру. Математикалық тұрғыдан дисперсиялық қатынас теріс жолаққа алып келеді топтық жылдамдық барлық жерде және өткізу қабілеттілігіне тәуелді емес плазма жиілігі, көрсетілген шарттарда.[5]

Математикалық модельдеу және эксперимент көрсеткендей, мезгіл-мезгіл жиектелген өткізгіш элементтер (табиғаты бойынша магниттік емес) магниттік компонент туралы электромагниттік өрістер. Нәтижесінде тиімді орта және теріс μ боладыэфф жиіліктер диапазонында. Өткізгіштіктің тыйым салынған жолақтың аймағы екендігі тексерілді, бұл жерде таралуындағы саңылау пайда болды - материалдың ақырғы бөлігінен. Бұл теріс өткізгіштік материалымен біріктірілді, εэфф <0, «солақай» ортаны құру үшін, ол тек әлсіреу болған кезде теріс топтық жылдамдықпен таралу жолағын құрады. Бұл болжамдарды растады. Сонымен қатар, кейінірек жұмыс бұл бірінші екенін анықтады метаматериал сыну көрсеткіші бір бағыт үшін теріс болады деп болжанған жиіліктер диапазонына ие болды көбейту (сілтеме № қараңыз)[1]). Басқалары болжалды электродинамикалық әсерлері басқа зерттеулерде зерттелуі керек еді.[5]

Солақай материалды сипаттау

Теріс индекс метаматериалындағы сынуды әдеттегі материалмен бірдей, бірақ оң сыну көрсеткішімен салыстыру. Түскен сәуле air ауадан еніп, қалыпты (θ ') немесе метаматериалда (-θ') сынады.

Жоғарыдағы бөлімнің қорытындылары бойынша солақай материал (LHM) анықталуы мүмкін. Бұл бір уақытта көрсетілетін материал теріс мәндер үшін өткізгіштік, ε, және өткізгіштік, μ, қайталанатын жиілік аймағында. Мәндері әсерінен алынған болғандықтан композициялық орта жүйесі тұтастай алғанда, олар тиімді өткізгіштік ретінде анықталады, εэфф, және тиімді өткізгіштік, μэфф. Содан кейін нақты мәндер мәнін белгілеу үшін шығарылады теріс көрсеткіш сыну және толқын векторлары. Бұл іс жүзінде шығындар белгілі бір орта үшін пайда болады дегенді білдіреді беру сияқты электромагниттік сәулелену микротолқынды пеш, немесе инфрақызыл жиіліктер немесе көрінетін жарық - Мысалға. Бұл жағдайда нақты мәндер не сипаттайды амплитудасы немесе қарқындылық жоғалту мәндерін ескермей, түсетін толқынға қатысты берілетін толқынның.[4][5]

Екі өлшемдегі изотропты теріс индекс

Жоғарыда аталған бөлімдерде алдымен ойдан шығарылған метаматериал салынған резонанс тудыратын элементтер, бір бағытын көрсетті сырқаттану және поляризация. Басқаша айтқанда, бұл құрылым бір өлшемде солақай таралуды көрсетті. Бұл 33 жыл бұрын (1967) Веселагоның негізгі жұмысына қатысты талқыланды. Ол тиімділіктің жағымсыз мәндерін көрсететін материалға ішкі деп болжады өткізгіштік және өткізгіштік, реверстің бірнеше түрі физика құбылыстары. Демек, Веселаго теориясын күткендей растау үшін жоғары өлшемді LHM-ге деген қажеттілік туындады. Растамаға кері қайтару кіреді Снелл заңы (сыну көрсеткіші), басқа кері құбылыстармен бірге.

2001 жылдың басында жоғары өлшемді құрылымның бар екендігі туралы хабарланды. Бұл екі өлшемді болды және экспериментпен де, сандық растаумен де көрсетті. Бұл болды LHM, периодты конфигурацияда сплит-сақиналы резонаторлардың (SRR) артына орнатылған сым белдеулерінен тұратын композит. Ол Веселаго болжаған эффектілерді жасау үшін келесі эксперименттерге жарамды болу мақсатында жасалды.[4]

Сынудың теріс индексін эксперимент арқылы тексеру

Ішкі квадраттан тұратын сплит-сақиналы резонатор, екінші жағынан сплитпен сыртқы квадратқа ендірілген, бір жағы сплиті бар. Бөлінген сақиналы резонаторлар квадрат тордың алдыңғы және оң жақ беттерінде, ал жалғыз тік сымдар артқы және сол жақ беттерде орналасқан.[5]

Кеңестік физик Виктор Веселаго 1967 жылы жарыққа шығарған теориялық жұмыс теріс мәндері бар сыну көрсеткішінің мүмкін екендігін және бұл физика заңдарын бұзбайтындығын көрсетті. Бұрын (жоғарыда) айтылғандай, бірінші метаматериал сыну көрсеткіші бір бағыт үшін теріс болады деп болжанған жиіліктер диапазонына ие болды көбейту. Бұл туралы 2000 жылдың мамырында хабарланды.[1][45][46]

2001 жылы зерттеушілер теріс сыну көрсеткішін эксперименталды түрде тексеру үшін метаматериалдардан (теріс индекс метаматериалдар) тұратын призма тұрғызды. Экспериментте тиісті жиілікті өткізуге және материалды оқшаулауға көмектесетін толқын өткізгіш қолданылды. Бұл сынақ өз мақсатына жетті, себебі сынудың теріс индексін сәтті тексерді.[1][45][47][48][49][50][51]

Теріс сыну көрсеткішін эксперименттік демонстрациядан кейін 2003 жылы Снелл заңын өзгерту немесе кері сыну туралы тағы бір демонстрация өтті. Алайда, бұл тәжірибеде сыну материалының теріс индексі бос кеңістікте 12,6-дан 13,2 ГГц-ге дейін болады. Сәулеленген жиілік диапазоны шамамен бірдей болғанымен, бұл эксперимент толқын бағыттаушыларды пайдаланғаннан гөрі бос кеңістікте өткізіледі.[52]

Теріс сынудың шынайылығына қосымша дисперсті солақ материал арқылы берілетін толқынның қуат ағыны есептеліп, дисперсті оң қолды материалмен салыстырылды. Көптеген жиіліктерден тұратын инциденттік өрісті изотропты нонсисперсті материалдан изотропты дисперсиялық ортаға беру қолданылады. Дисперсті емес және дисперсті орта үшін қуат ағынының бағыты уақыт бойынша орташаланған түрде анықталадыПойнтинг векторы. LHM-де Пойнтинг векторын нақты есептеу арқылы бірнеше жиілікті сигналдар үшін теріс сыну мүмкін екендігі көрсетілген.[53]

NIM негізгі электромагниттік қасиеттері

Кәдімгі материалдан жасалған тақтада сыну көрсеткіші - оң қолмен жасалған материал (RHM) - алдыңғы толқын көзден алыс беріледі. NIM-де толқын фронты көзге қарай жылжиды. Алайда энергия ағынының шамасы мен бағыты қарапайым материалда да, NIM-де де бірдей болып қалады. Екі материалда да (тасушыда) энергия ағыны бірдей болғандықтан, NIM кедергілері RHM-ге сәйкес келеді. Демек, ішкі импеданстың белгісі NIM-де әлі де оң болып табылады.[54][55]

Сол жақ материалға немесе NIM-ге түскен жарық түсетін сәулемен бірдей жағына қарай иіледі, ал Снелл заңының сақталуы үшін сыну бұрышы теріс болуы керек. Пассивті метаматериалды ортада бұл сыну көрсеткішінің теріс нақты және қиял бөлігін анықтайды.[3][54][55]

Солақай материалдардағы теріс сыну көрсеткіші

Сол жақ бағдар сол жақта, ал оң қол оң жақта көрсетіледі.

1968 жылы Виктор Веселаго қағаз ЭМ-нің қарама-қарсы бағыттары екенін көрсетті жазық толқындар және энергия ағыны жеке адамнан алынды Максвелл бұйра теңдеуі. Әдетте оптикалық материалдар үшін, бұйра теңдеуі электр өрісі электр өрісінің бағыттары үшін «оң қол ережесін» көрсету E, магниттік индукция B, және бағытта жүретін толқындардың таралуы толқындық вектор к. Алайда, E × H құрған энергия ағынының бағыты тек оң кезде болады өткізгіштік нөлден үлкен. Бұл дегеніміз, өткізгіштік нөлден аз болған кезде, мысалы. теріс, толқындардың таралуы қалпына келтірілген (k-мен анықталған), және энергия ағынының бағытына қайшы. Сонымен қатар, векторлардың қатынастары E, H, және к «қалыптастыру»солақай »жүйесі - және дәл қазіргі кезде (2011 ж.) Қолданылатын «солақай» (LH) материалы Веселаго болды. Ол LH материалының сыну индикаторы теріс деп, оған сенді тұрақты күйдегі шешімдер туралы Максвелл теңдеулері оның дәлелдеу орталығы ретінде.[56]

30 жылдық бос уақыттан кейін, LH материалдары ақырында көрсетілген кезде, деп атауға болады теріс сыну көрсеткіші LH жүйелеріне ғана тән; салыстырған кезде де фотондық кристалдар. Фотоникалық кристалдар, басқа да көптеген белгілі жүйелер сияқты, фазалық және топтық жылдамдықтардың өзгеруі сияқты ерекше таралу әрекеттерін көрсете алады. Бірақ теріс сыну бұл жүйелерде болмайды, ал фотондық кристалдарда нақты емес.[56][57][58]

Оптикалық жиіліктегі теріс сыну

Оптикалық диапазондағы теріс сыну көрсеткіші алғаш рет 2005 жылы көрсетілген Шалаев т.б. (телекоммуникация толқынының ұзындығында λ = 1,5 мкм)[19] және Брюек және т.б. (λ = 2 мкм кезінде) бір уақытта.[59]

2013 жылдың шілдесіндегі жағдай бойынша, бірнеше аномальды зерттеулер бір жиіліктегі теріс сыну туралы хабарлады көрінетін спектр,[60][61][62] бірақ кейбір осы демонстрациялардың нәтижелері кейінгі зерттеулермен екіұшты болып саналады.[дәйексөз қажет ]

Реверсивті Черенков радиациясын эксперименттік тексеру

Сонымен қатар кері мәндер сыну көрсеткіші, Веселаго керісінше пайда болуын болжады Черенков радиациясы (сонымен қатар CR деп те аталады) солақай ортада. 1934 жылы Павел Черенков ашты когерентті сәулелену бұл тасушылардың белгілі бір түрлері жылдам қозғалатын электронды сәулелермен бомбаланған кезде пайда болады. 1937 жылы CR айналасында құрылған теория, электрондар сияқты зарядталған бөлшектер ортада жарық жылдамдығынан жоғары жылдамдықпен орта арқылы өткен кезде CR сәулеленетін болады деп тұжырымдады. CR пайда болған кезде электромагниттік сәуле конус түрінде шығарылып, алға қарай бағытталады.

CR және 1937 ж теория жоғары энергия физикасында көптеген қосымшаларға әкелді. Черенковтың есептегіштері маңызды қосымша болып табылады. Бұлар зарядталған бөлшектің жылдамдығы, заряды, қозғалыс бағыты және энергиясы сияқты әртүрлі қасиеттерін анықтау үшін қолданылады. Бұл қасиеттер әртүрлі бөлшектерді анықтауда маңызды. Мысалы, есептегіштер антипротон және J / ψ мезон. Алты үлкен Черенков есептегіштері J / ψ мезонын ашуда қолданылған.

Кері бағытталған Черенков радиациясын тәжірибе жүзінде дәлелдеу қиынға соқты.[63][64]

NIM бар басқа оптика

Теориялық жұмыс сандық модельдеу, 2000-шы жылдардың басында DNG плиталарының қабілеттеріне байланысты басталды фокустау. Зерттеу Пендри ұсынған «Керемет линза. «Пендриден кейінгі бірнеше ғылыми зерттеулер» Мінсіз линзалар «теория жүзінде мүмкін, бірақ практикалық емес деген қорытындыға келді. Толық толқын ұзындығының бір бағыты теріс индексті метаматериалдарды қолданумен жүрді, бірақ беттік плазмондармен бейнелеудің жақсартуларына негізделді. Басқасында. бағыт зерттеушілер зерттеді параксиалды жуықтау NIM тақталарынан.[3]

Теріс сынғыш материалдардың салдары

Теріс сынғыш материалдардың болуы өзгеруіне әкелуі мүмкін электродинамикалық жағдайына арналған есептеулер өткізгіштік μ = 1. A change from a conventional refractive index to a negative value gives incorrect results for conventional calculations, because some properties and effects have been altered. Қашан permeability μ has values other than 1 this affects Снелл заңы, Доплерлік әсер, Черенков радиациясы, Френель теңдеулері, және Ферма принципі.[12]

The сыну көрсеткіші is basic to the science of optics. Shifting the refractive index to a negative value may be a cause to revisit or reconsider the interpretation of some нормалар, немесе негізгі заңдар.[25]

US patent on left-handed composite media

The first US patent granted for a fabricated metamaterial is U.S. Patent 6,791,432 , titled "Left handed composite media." The listed inventors are Дэвид Р.Смит, Sheldon Schultz, Норман Кролл, Richard A. Shelby.

The invention achieves simultaneous negative permittivity and permeability over a common band of frequencies. The material can integrate media which is already composite or continuous, but which will produce negative permittivity and permeability within the same spectrum of frequencies. Different types of continuous or composite may be deemed appropriate when combined for the desired effect. However, the inclusion of a periodic array of conducting elements is preferred. The array scatters электромагниттік сәулелену кезінде толқын ұзындығы longer than the size of the element and lattice spacing. The array is then viewed as an тиімді орта.[65]

Аномальды дисперсия

Propagation of a Gaussian Light Pulse through an Anomalous Dispersion Medium.[66][67] However the speed of transmitting information is always limited to c.[66][68]

Сондай-ақ қараңыз

Академиялық журналдар
Metamaterials books

Ескертулер

Бұл мақала құрамына кіредікөпшілікке арналған материал веб-сайттарынан немесе құжаттарынан Америка Құрама Штаттарының үкіметі. -NIST

  1. ^ Negative permitivitty was explored in group of research papers which included:
    • Пенди, Дж.Б .; т.б. (1996). "Extremely Low Frequency Plasmons in Metallic Microstructures". Физ. Летт. 76 (25): 4773–4776. Бибкод:1996PhRvL..76.4773P. дои:10.1103/physrevlett.76.4773. PMID  10061377. S2CID  35826875.

    Effective permeablitiy with large positive and negative values was explored in the following research:

Пайдаланылған әдебиеттер

  1. ^ а б c г. e f ж сағ мен j к л м Шелби, Р.А .; Смит Д.Р; Шульц С. (2001). «Теріс сыну көрсеткішін эксперименттік тексеру». Ғылым. 292 (5514): 77–79. Бибкод:2001Sci ... 292 ... 77S. CiteSeerX  10.1.1.119.1617. дои:10.1126 / ғылым.1058847. PMID  11292865. S2CID  9321456.
  2. ^ Sihvola, A. (2002)"Electromagnetic Emergence in Metamaterials: Deconstruction of terminology of complex media", pp. 3–18 in Advances in Electromagnetics of Complex Media and Metamaterials. Zouhdi, Saïd; Sihvola, Ari and Arsalane, Mohamed (eds.). Kluwer Academic. ISBN  978-94-007-1067-2.
  3. ^ а б c г. e f ж сағ In the literature, most widely used designations are "double negative" and "left-handed". Engheta, N.; Ziolkowski, R. W. (2006). Метаматериалдар: физика және инженерлік барлау. Wiley & Sons. 1 тарау. ISBN  978-0-471-76102-0.
  4. ^ а б c г. Шелби, Р.А .; Смит, Д.Р .; Shultz, S.; Nemat-Nasser, S. C. (2001). "Microwave transmission through a two-dimensional, isotropic, left-handed metamaterial" (PDF). Қолданбалы физика хаттары. 78 (4): 489. Бибкод:2001ApPhL..78..489S. дои:10.1063/1.1343489. Архивтелген түпнұсқа (PDF) 2010 жылғы 18 маусымда.
  5. ^ а б c г. e f ж сағ мен j к л м Смит, Д.Р .; Падилла, Вилли; Вье, Д .; Немат-Насер, С .; Шульц, С. (2000). «Бір уақытта теріс өткізгіштігі мен өткізгіштігі бар композициялық орта» (PDF). Физикалық шолу хаттары. 84 (18): 4184–7. Бибкод:2000PhRvL..84.4184S. дои:10.1103/PhysRevLett.84.4184. PMID  10990641. Архивтелген түпнұсқа (PDF) 2010 жылғы 18 маусымда.
  6. ^ а б c г. e Веселаго, В.Г. (1968). «Бір уақытта теріс мәндері ε және μ болатын заттардың электродинамикасы» (PDF). Кеңес физикасы Успехи. 10 (4): 509–514. Бибкод:1968SvPhU..10..509V. дои:10.1070 / PU1968v010n04ABEH003699.[тұрақты өлі сілтеме ]
  7. ^ а б c г. e f "Three-Dimensional Plasmonic Metamaterials". Plasmonic metamaterial research. Ұлттық стандарттар және технологиялар институты. 20 тамыз 2009 ж. Алынған 2011-01-02.
  8. ^ Efimov, S.P. (1978). "Compression of electromagnetic waves by anisotropic media("nonreflecting" crystal model)". Радиофизика және кванттық электроника. 21 (9): 916–920. дои:10.1007 / BF01031726. S2CID  119528164.
  9. ^ Efimov, S.P. (1979). «Толқындарды жасанды анизотропты орта арқылы қысу» (PDF). Акуст. Ж.. 25 (2): 234–238.
  10. ^ A strategy for increasing operational bandwidth to achieve negative index: Chevalier, C. T.; Wilson, J. D. (November 2004). "Frequency Bandwidth Optimization of Left-Handed Metamaterial" (PDF). Гленн ғылыми-зерттеу орталығы. NASA/TM—2004-213403. Алынған 2011-06-11.
  11. ^ Boltasseva, A.; Shalaev, V. (2008). "Fabrication of optical negative-index metamaterials: Recent advances and outlook" (PDF). Метаматериалдар. 2 (1): 1–17. Бибкод:2008MetaM...2....1B. дои:10.1016/j.metmat.2008.03.004.
  12. ^ а б Veselago, Viktor G (2003). "Electrodynamics of materials with negative index of refraction". Физика-Успехи. 46 (7): 764. Бибкод:2003PhyU ... 46..764V. дои:10.1070 / PU2003v046n07ABEH001614.
    • Alternate source at:
    • Lim Hock; Ong Chong Kim; Serguei Matitsine (7–12 December 2003). Electromagnetic Materials. Proceedings of the Symposium F ((ICMAT 2003) ed.). SUNTEC, Singapore: World Scientific. 115–122 бб. ISBN  978-981-238-372-3. paper by Victor G. Veselago. Сынудың теріс индексі бар материалдардың электродинамикасы.
  13. ^ "Caught in the "Net" Ames material negatively refracts visible light". DOE Pulse. АҚШ Энергетика министрлігі. 10 қыркүйек 2007 ж. Алынған 2012-06-18.
  14. ^ Gibson, K. (2007). "A Visible Improvement" (PDF). Амес зертханасы. Архивтелген түпнұсқа (PDF) 2012 жылдың 17 қыркүйегінде. Алынған 2012-06-18.
  15. ^ Eleftheriades, G.V.; Iyer, A.K.; Kremer, P.C. (2002). "Planar negative refractive index media using periodically L-C loaded transmission lines" (PDF). IEEE транзакциялары және микротолқынды теориясы мен әдістері. 50 (12): 2702. Бибкод:2002ITMTT..50.2702E. дои:10.1109/TMTT.2002.805197.
  16. ^ Iyer, A. K.; Eleftheriades, G. V. (2007). "A Multilayer Negative-Refractive-Index Transmission-Line (NRI-TL) Metamaterial Free-Space Lens at X-Band" (PDF). IEEE антенналары мен таралуы бойынша транзакциялар. 55 (10): 2746. Бибкод:2007ITAP...55.2746I. дои:10.1109/TAP.2007.905924. S2CID  21922234.
  17. ^ Бетті қараңыз. 1944 and p. 1947 ж Соукулис, C. М .; Kafesaki, M.; Economou, E. N. (2006). "Negative-Index Materials: New Frontiers in Optics" (PDF). Қосымша материалдар. 18 (15): 1941. дои:10.1002/adma.200600106.
  18. ^ Linden, S.; Enkrich, C.; Вегенер, М .; Чжоу Дж .; Кошчный, Т .; Soukoulis, C. M. (2004). «100 терагерц кезінде метаматериалдардың магниттік реакциясы». Ғылым. 306 (5700): 1351–1353. Бибкод:2004Sci ... 306.1351L. дои:10.1126 / ғылым.1105371. PMID  15550664. S2CID  23557190.
  19. ^ а б Шалаев, В.М .; Cai, W.; Chettiar, U. K.; Yuan, H.-K.; Sarychev, A. K.; Drachev, V. P.; Kildishev, A. V. (2005). "Negative index of refraction in optical metamaterials" (PDF). Оптика хаттары. 30 (24): 3356–8. arXiv:физика / 0504091. Бибкод:2005 жыл ... 30.3356S. дои:10.1364 / OL.30.003356. PMID  16389830. S2CID  14917741.
  20. ^ Engheta, N. (2007). "Circuits with Light at Nanoscales: Optical Nanocircuits Inspired by Metamaterials" (PDF). Ғылым. 317 (5845): 1698–1702. Бибкод:2007Sci...317.1698E. дои:10.1126/science.1133268. PMID  17885123. S2CID  1572047. Архивтелген түпнұсқа (PDF) 2012 жылдың 22 ақпанында. of this research by Надер Энгета (PDF форматы).
  21. ^ Слюсар В.И. Metamaterials on antenna solutions.// 7th International Conference on Antenna Theory and Techniques ICATT’09, Lviv, Ukraine, October 6–9, 2009. - Pp. 19 - 24 [1]
  22. ^ Engheta, N.; Ziolkowski, R. W. (2005). "A positive future for double-negative metamaterials" (PDF). IEEE транзакциялары және микротолқынды теориясы мен әдістері. 53 (4): 1535. Бибкод:2005ITMTT..53.1535E. дои:10.1109/TMTT.2005.845188. S2CID  15293380.
  23. ^ Beruete, M.; Navarro-Cía, M.; Sorolla, M.; Campillo, I. (2008). "Planoconcave lens by negative refraction of stacked subwavelength hole arrays" (PDF). Optics Express. 16 (13): 9677–9683. Бибкод:2008OExpr..16.9677B. дои:10.1364/OE.16.009677. hdl:2454/31097. PMID  18575535. Архивтелген түпнұсқа (PDF) 2009-12-13 ж.
  24. ^ Alu, A.; Engheta, N. (2004). "Guided Modes in a Waveguide Filled with a Pair of Single-Negative (SNG), Double-Negative (DNG), and/or Double-Positive (DPS) Layers". IEEE транзакциялары және микротолқынды теориясы мен әдістері. 52 (1): 199. Бибкод:2004ITMTT..52..199A. дои:10.1109/TMTT.2003.821274. S2CID  234001.
  25. ^ а б c Shalaev, V. M. (2007). «Оптикалық теріс индекс метаматериалдары» (PDF). Табиғат фотоникасы. 1 (1): 41. Бибкод:2007NaPho ... 1 ... 41S. дои:10.1038 / nphoton.2006.49. S2CID  170678.
  26. ^ а б c г. Лю, Х .; Liu, Y. M.; Ли, Т .; Wang, S. M.; Zhu, S. N.; Чжан, X. (2009). "Coupled magnetic plasmons in metamaterials" (PDF). Physica Status Solidi B. 246 (7): 1397–1406. arXiv:0907.4208. Бибкод:2009PSSBR.246.1397L. дои:10.1002/pssb.200844414. S2CID  16415502. Архивтелген түпнұсқа (PDF) 2010 жылғы 24 маусымда.
  27. ^ Ulaby, Fawwaz T.; Ravaioli, Umberto. Fundamentals of Applied Electromagnetics (7-ші басылым). б. 363.
  28. ^ Ефимов, Сергей П. (1978). "Compression of electromagnetic waves by anisotropic media (Non-reflecting crystal model)". Радиофизика және кванттық электроника. 21 (2): 916–920. дои:10.1007 / BF01031726. S2CID  119528164.
  29. ^ Ефимов, Сергей П. (1979). «Толқындарды жасанды анизотропты орта арқылы қысу» (PDF). Акустикалық журнал. 25 (2): 234–238.
  30. ^ Zharov A. A.; Zharova N. A.; Noskov R. E.; Shadrivov I. V.; Kivshar Y. S. (2005). "Birefringent left-handed metamaterials and perfect lenses for vectorial fields". Жаңа физика журналы. 7 (1): 220. arXiv:physics/0412128. Бибкод:2005NJPh....7..220Z. дои:10.1088/1367-2630/7/1/220. S2CID  26645173.
  31. ^ Bowers J. A.;Hyde R. A.;Jung K. Y."Negative-refractive focusing and sensing apparatus, methods and systems"АҚШ патенті 9 083 082 Issue date 2015-04-28
  32. ^ Bowers J. A.; Hyde R. A.; Yung E. K. "Evanescent electromagnetic wave conversion lenses. I" U.S. Patent 9081202-B2 Issue date 2015-07-14.
  33. ^ Pendry, J. B. (2004). «Теріс сынуға баратын Chiral бағыты». Ғылым. 306 (5700): 1353–5. Бибкод:2004Sci ... 306.1353P. дои:10.1126 / ғылым.1104467. PMID  15550665. S2CID  13485411.
  34. ^ Третьяков, С .; Нефедов, Мен .; Шивола, А .; Масловский, С .; Симовский, C. (2003). «Chiral Nihility-дегі толқындар мен энергия». Электромагниттік толқындар мен қосымшалар журналы. 17 (5): 695. arXiv:cond-mat / 0211012. дои:10.1163/156939303322226356. S2CID  119507930.
  35. ^ Өрік, Е .; Чжоу Дж .; Донг Дж .; Федотов, В.А .; Кошчный, Т .; Соукулис, C. М .; Желудев, Н. И. (2009). «Хиралға байланысты теріс индексі бар метаматериал» (PDF). Физикалық шолу B. 79 (3): 035407. Бибкод:2009PhRvB..79c5407P. дои:10.1103 / PhysRevB.79.035407.
  36. ^ Чжан, С .; Парк, Y.-S .; Ли Дж .; Лу, Х .; Чжан, В .; Чжан, X. (2009). «Chiral метаматериалдарындағы сынудың сыну көрсеткіші». Физикалық шолу хаттары. 102 (2): 023901. Бибкод:2009PhRvL.102b3901Z. дои:10.1103 / PhysRevLett.102.023901. PMID  19257274.
  37. ^ а б c г. Padilla, W.J.; Смит, Д.Р .; Basov, D. N. (2006). "Spectroscopy of metamaterials from infrared to optical frequencies" (PDF). Американың оптикалық қоғамының журналы B. 23 (3): 404–414. Бибкод:2006JOSAB..23..404P. дои:10.1364/JOSAB.23.000404. Архивтелген түпнұсқа (PDF) on 2011-06-04.
  38. ^ а б "Physicists invent "left-handed" material". Physicsworld.org. Физика институты. 2000-03-24. б. 01. Алынған 2010-02-11.
  39. ^ Шелби, Р.А .; Смит, Д.Р .; Шульц, С. (2001). «Теріс сыну көрсеткішін эксперименттік тексеру». Ғылым. 292 (5514): 77–79. Бибкод:2001Sci ... 292 ... 77S. CiteSeerX  10.1.1.119.1617. дои:10.1126 / ғылым.1058847. JSTOR  3082888. PMID  11292865. S2CID  9321456.
  40. ^ а б c McDonald, Kim (2000-03-21). "UCSD Physicists Develop a New Class of Composite Material with 'Reverse' Physical Properties Never Before Seen". UCSD Science and Engineering. Алынған 2010-12-17.
  41. ^ Program contact: Carmen Huber (2000-03-21). "Physicist Produce Left Handed Composite Material". Ұлттық ғылыми қор. Алынған 2009-07-10.
  42. ^ Ma, Hyungjin (2011). "An Experimental Study of Light-Material Interaction at Subwavelength Scale" (PDF). PhD Dissertation. MIT. б. 48. Алынған 23 қаңтар, 2012.
  43. ^ Cho, D.J.; Ву, Вэй; Ponizovskaya, Ekaterina; Chaturvedi, Pratik; Bratkovsky, Alexander M.; Wang, Shih-Yuan; Zhang, Xiang; Wang, Feng; Shen, Y. Ron (2009-09-28). "Ultrafast modulation of optical metamaterials". Optics Express. 17 (20): 17652–7. Бибкод:2009OExpr..1717652C. дои:10.1364/OE.17.017652. PMID  19907550. S2CID  8651163. Архивтелген түпнұсқа 2013 жылғы 8 сәуірде.
  44. ^ Chaturvedi, Pratik (2009). "Optical Metamaterials: Design, Characterization and Applications" (PDF). PhD Dissertation. MIT. б. 28. Алынған 23 қаңтар, 2012.
  45. ^ а б Веселаго, V. G. (1968). "The electrodynamics of substances with simultaneously negative values of [permittivity] and [permeability]". Кеңес физикасы Успехи. 10 (4): 509–514. Бибкод:1968SvPhU..10..509V. дои:10.1070 / PU1968v010n04ABEH003699.[тұрақты өлі сілтеме ]
  46. ^ Pennicott, Katie (2001-04-05). "Magic material flips refractive index". Физика әлемі. Физика институты. Алынған 2010-02-12.
  47. ^ Билл Кассельман (2009). "The Law of Refraction". Британдық Колумбия университеті, Канада, Математика кафедрасы. Алынған 2009-07-06.
  48. ^ Л.С. Taylor (2009). "An Anecdotal History of Optics from Aristophanes to Zernike". Мэриленд университеті; Электротехника кафедрасы. Алынған 2009-07-07.
  49. ^ Ward, David W.; Nelson, Keith A; Webb, Kevin J (2005). "On the physical origins of the negative index of refraction". Жаңа физика журналы. 7 (213): 213. arXiv:physics/0409083. Бибкод:2005NJPh....7..213W. дои:10.1088/1367-2630/7/1/213. S2CID  119434811.
  50. ^ Пенди, Дж.Б .; Холден, А.Ж .; Роббинс, Д.Дж .; Stewart, W.J (1999). "Magnetism from conductors and enhanced nonlinear phenomena" (PDF). IEEE транзакциялары және микротолқынды теориясы мен әдістері. 47 (11): 2075–2084. Бибкод:1999ITMTT..47.2075P. CiteSeerX  10.1.1.564.7060. дои:10.1109/22.798002. Архивтелген түпнұсқа (PDF) 2011-07-17. Алынған 2009-07-07.
  51. ^ "Radar types, principles, bands, hardware". Weather Edge Inc. 2000. Archived from түпнұсқа 2012-07-10. Алынған 2009-07-09.
  52. ^ Parazzoli, C.G.; т.б. (2003-03-11). "Experimental Verification and Simulation of Negative Index of Refraction Using Snell's Law" (PDF). Физикалық шолу хаттары. 90 (10): 107401 (2003) [4 pages]. Бибкод:2003PhRvL..90j7401P. дои:10.1103/PhysRevLett.90.107401. PMID  12689029. Архивтелген түпнұсқа (PDF download available to the public.) 2011 жылы 19 шілдеде.
  53. ^ Пачеко, Дж .; Grzegorczyk, T.; Wu, B.-I.; Чжан, Ю .; Kong, J. (2002-12-02). "Power Propagation in Homogeneous Isotropic Frequency-Dispersive Left-Handed Media" (PDF). Физ. Летт. 89 (25): 257401 (2002) [4 pages]. Бибкод:2002PhRvL..89y7401P. дои:10.1103/PhysRevLett.89.257401. PMID  12484915. Архивтелген түпнұсқа (PDF download is available to the public.) on May 24, 2005. Алынған 2010-04-19.
  54. ^ а б Caloz, C.; т.б. (2001-12-01). "Full-wave verification of the fundamental properties of left-handed materials in waveguide configurations" (PDF). Қолданбалы физика журналы. 90 (11): 5483. Бибкод:2001JAP....90.5483C. дои:10.1063/1.1408261. Алынған 2009-12-29.
  55. ^ а б Ziolkowski, Richard W; Ehud Heyman (2001-10-30). "Wave propagation in media having negative permittivity and permeability" (PDF). Физикалық шолу E. 64 (5): 056625. Бибкод:2001PhRvE..64e6625Z. дои:10.1103/PhysRevE.64.056625. PMID  11736134. Архивтелген түпнұсқа (PDF) 2010 жылғы 17 шілдеде. Алынған 2009-12-30.
  56. ^ а б Smith, David R.and; Norman Kroll (2000-10-02). "Negative Refractive Index in Left-Handed Materials" (PDF). Физикалық шолу хаттары. 85 (14): 2933–2936. Бибкод:2000PhRvL..85.2933S. дои:10.1103/PhysRevLett.85.2933. PMID  11005971. Архивтелген түпнұсқа (PDF) 2011 жылы 19 шілдеде. Алынған 2010-01-04.
  57. ^ Srivastava, R.; т.б. (2008). "Negative refraction by Photonic Crystal" (PDF). Progress in Electromagnetics Research B. 2: 15–26. дои:10.2528/PIERB08042302. Архивтелген түпнұсқа (PDF) 2010 жылдың 19 шілдесінде. Алынған 2010-01-04.
  58. ^ Dr. Jamil R. Abo-Shaeer, Program Manager (July 2010). "Negative-Index Materials". ДАРПАDefense Science Offices (DSO). Архивтелген түпнұсқа (Қоғамдық домен – Information presented on the DARPA Web Information Service is considered public information and may be distributed or copied. Use of appropriate byline/photo/image credits is requested.) 2010-12-24 ж. Алынған 2010-07-05.
  59. ^ Чжан, Шуанг; Жанкүйер, Вэнцзюнь; Panoiu, N. C.; Malloy, K. J.; Osgood, R. M.; Brueck, S. R. J. (2005). "Experimental Demonstration of Near-Infrared Negative-Index Metamaterials" (PDF). Физ. Летт. 95 (13): 137404. arXiv:physics/0504208. Бибкод:2005PhRvL..95m7404Z. дои:10.1103/PhysRevLett.95.137404. PMID  16197179. S2CID  15246675.
  60. ^ Caltech БАҚ-пен байланыс. Negative Refraction of Visible Light Demonstrated; Could Lead to Cloaking Devices Мұрағатталды 2010 жылғы 1 маусым Wayback Machine. March 22, 2007. accessdate – 2010-05-05
  61. ^ PhysOrg.com (April 22, 2010). "Novel negative-index metamaterial that responds to visible light designed" (Веб парақ). Алынған 2010-05-05.
  62. ^ Dillow, Clay (April 23, 2010). "New Metamaterial First to Bend Light in the Visible Spectrum" (Веб парақ). Ғылыми-көпшілік. Алынған 2010-05-05.[өлі сілтеме ]
  63. ^ Xi, Sheng; т.б. (2009-11-02). "Experimental Verification of Reversed Cherenkov Radiation in Left-Handed Metamaterial". Физ. Летт. 103 (19): 194801 (2009). Бибкод:2009PhRvL.103s4801X. дои:10.1103/PhysRevLett.103.194801. hdl:1721.1/52503. PMID  20365927. S2CID  1501102.
  64. ^ Чжан, Шуанг; Xiang Zhang (2009-11-02). "Flipping a photonic shock wave". Физика. 02 (91): 03. Бибкод:2009PhyOJ...2...91Z. дои:10.1103/Physics.2.91.
  65. ^ Смит, Дэвид; Schultz, Sheldon; Kroll, Norman; Shelby, Richard A. "Left handed composite media" U.S. Patent 6,791,432 Publication date 2001-03-16, Issue date 2004-03-14.
  66. ^ а б Dolling, Gunnar; Христиан Энкрич; Мартин Вегенер; Costas M. Soukoulis; Stefan Linden (2006). "Simultaneous Negative Phase and Group Velocity of Light in a Metamaterial". Ғылым. 312 (5775): 892–894. Бибкод:2006Sci...312..892D. дои:10.1126/science.1126021. PMID  16690860. S2CID  29012046.
  67. ^ Garrett, C. G. B.; D. E. McCumber (1969-09-25). "Propagation of a Gaussian Light Pulse through an Anomalous Dispersion Medium" (PDF). Физ. Аян. 1 (2): 305–313. Бибкод:1970PhRvA...1..305G. дои:10.1103/PhysRevA.1.305.[тұрақты өлі сілтеме ]
  68. ^ Stenner, M. D.; Gauthier, D. J.; Neifeld, M. A. (Oct 2003). "The speed of information in a 'fast-light' optical medium". Табиғат. 425 (6959): 695–8. Бибкод:2003Natur.425..695S. дои:10.1038/nature02016. PMID  14562097. S2CID  4333338.

Әрі қарай оқу

Сыртқы сілтемелер