Оптика метаматериалов
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 14

Оптика метаматериалов с отрицательным показателем преломления PowerPoint PPT Presentation


  • 160 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Оптика метаматериалов с отрицательным показателем преломления. Студентка 6 курса Сапарина Дарья Научный руководитель проф. Сухоруков Анатолий Петрович. ТЕМАТИКА ЛАБОРАТОРИИ. ОПТИКА НЕОДНОРОДНЫХ СРЕД И МЕТАМАТЕРИАЛОВ. НЕЛИНЕЙНАЯ ОПТИКА И ФОТОНИКА. ФИЗИКА ПРОСТРАНСТВЕННЫХ

Download Presentation

Оптика метаматериалов с отрицательным показателем преломления

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


5251003

Оптика метаматериалов

с отрицательным

показателем преломления

Студентка 6 курса

Сапарина Дарья

Научный руководитель

проф. Сухоруков Анатолий Петрович


5251003

ТЕМАТИКА ЛАБОРАТОРИИ

ОПТИКА

НЕОДНОРОДНЫХ СРЕД

И МЕТАМАТЕРИАЛОВ

НЕЛИНЕЙНАЯ

ОПТИКА И ФОТОНИКА

ФИЗИКА

ПРОСТРАНСТВЕННЫХ

СОЛИТОНОВ

НЕЛИНЕЙНАЯ ФОТОНИКА

И ПЛАЗМОНИКА

СРЕДЫ С

УПРАВЛЯЕМОЙ

ДИФРАКЦИЕЙ

И ДИСПЕРСИЕЙ

ПЛАЗМОННЫЕ ВОЛНЫ

В МЕТАЛЛАХ И

МЕТАМАТЕРИАЛАХ

ОПТИКА

ПРЕДЕЛЬНО КОРОТКИХ

ИМПУЛЬСОВ


5251003

ОТРАЖЕНИЕ ПУЧКОВ В НЕЛИНЕЙНЫХ СРЕДАХ

  • Нелинейные среды:показатель преломления зависит от амплитуды световой волны

  • фоторефрактивные кристаллы,

  • среды с тепловой нелинейностью,

  • кубичные и квадратично-нелинейные среды

Принцип действия:

Мощный оптический пучок формирует эффективную неоднородность показателя преломления, которая является своеобразным зеркалом в среде (аналог полного внутреннего отражения).

При определенных начальных условиях второй сигнальный пучок отражается от созданной накачкой неоднородности – осуществляется пространственное переключение сигнала.

Применение: оптические переключатели, основанные на эффекте отражения оптических пучков в дефокусирующей нелинейной среде


5251003

ОТРАЖЕНИЕ ПУЧКОВ В НЕЛИНЕЙНЫХ СРЕДАХ

Отталкивание лазерных пучков в квадратично-нелинейной среде

ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ ОТРАЖЕНИЕ

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ ВОЛНОВОД


5251003

ОТРАЖЕНИЕ ПУЧКОВ В НЕЛИНЕЙНЫХ СРЕДАХ

Отталкивание лазерных пучков в квадратично-нелинейной среде

ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ ОТРАЖЕНИЕ

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ ВОЛНОВОД


5251003

ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ ПРЕЛОМЛЕНИЯ: ИСТОРИЯ

  • 1909г. – книга Шустера “An introduction tothe Theory of Optics”

Групповая и фазовая скорости волны:

При

скорости

В этом случае будет наблюдаться отрицательное преломление

Пример: пары натрия


5251003

ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ ПРЕЛОМЛЕНИЯ: ИСТОРИЯ

  • 1909г. – книга Шустера “An introduction tothe Theory of Optics”

  • 1940г. – лекции Мандельштама

При разнонаправленных групповой и фазовой скоростях возможно отрицательное преломление


5251003

ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ ПРЕЛОМЛЕНИЯ: ИСТОРИЯ

  • 1909г. – книга Шустера “An introduction tothe Theory of Optics”

  • 1940г. – лекции Мандельштама

  • 1967г. – статья Веселаго «Электродинамика веществ с одновременно отрицательными значениями ε и µ»


5251003

ОПТИКА МЕТАМАТЕРИАЛОВ С ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ РЕФРАКЦИЕЙ

ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ ПРЕЛОМЛЕНИЯ: ИСТОРИЯ

стакан с водой, n=1.3

стакан с «мета-водой», n=-1.3

пустой cтакан

  • 1967г. – статья Веселаго «Электродинамика веществ с одновременно отрицательными значениями ε и µ»

Распространение волн в средах с отрицательным показателем преломления описывается теми же формулами, что и в обычном случае

Преломление: падающий и преломленный лучи лежат по одну сторону от нормали к границе раздела

Принцип работы «суперлинзы» (Дж. Пендри, 2000 г.): фокусировка компонент ближнего и дальнего поля за счет отрицательной рефракции


5251003

ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ ПРЕЛОМЛЕНИЯ: ИСТОРИЯ

  • 1909г. – книга Шустера “An introduction tothe Theory of Optics”

  • 1940г. – лекции Мандельштама

  • 1967г. – статья Веселаго «Электродинамика веществ с одновременно отрицательными значениями ε и µ»

  • 2000г. – создание первого метаматериала с отрицательным показателем преломления (микроволновый диапазон)


5251003

ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ ПРЕЛОМЛЕНИЯ: ИСТОРИЯ

  • 2000г. – создание первого метаматериала с отрицательным показателем преломления (микроволновый диапазон)


5251003

ОПТИКА МЕТАМАТЕРИАЛОВ С ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ РЕФРАКЦИЕЙ

МЕТАМАТЕРИАЛЫ – искусственные среды, в которых

резонансные элементы (размерами меньше длины волны)

играют роль атомов в обычных веществах. Поэтому в таких средах возможно одновременно отрицательные ε и μ, и, как следствие, показателя преломления n.

Оптические метаматериалы => элементы размера порядка 10-100 нм.

Новые уникальные возможности:

  • Плащ-невидимка(возможность маскировки объетов, находящиеся за ними)

  • Суперлинза(разрешение изображения больше, чем длина волны λ– критерий Релея)


5251003

ОПТИКА МЕТАМАТЕРИАЛОВ С ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ РЕФРАКЦИЕЙ

МЕТАМАТЕРИАЛЫ – искусственные среды, в которых

резонансные элементы (размерами меньше длины волны)

играют роль атомов в обычных веществах. Поэтому в таких средах возможно одновременно отрицательные ε и μ, и, как следствие, показателя преломления n.

Оптические метаматериалы => элементы размера порядка 10-100 нм.

Новые уникальные возможности:

  • Плащ-невидимка(возможность маскировки объетов, находящиеся за ними)

  • Суперлинза(разрешение изображения больше, чем длина волны λ– критерий Релея)


5251003

ОПТИКА МЕТАМАТЕРИАЛОВ С ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ РЕФРАКЦИЕЙ

Возможное применение:

Квазиволноводное распространение пучков:

Аналогия фокусировки линзовой линией, только для любых (не только гауссовых) пучков.

Например, A(x)=x*sech(x)

  • В резонаторе:

  • Появление волноводных мод в резонаторе с двумя выпуклыми и двумя плоскими зеркалами

  • Возможность мод с произвольным профилем

  • Контроль ширины моды

  • Контроль устойчивости


  • Login