metamateriali negativni lom in zakrivanje n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Metamateriali: Negativni lom in zakrivanje PowerPoint Presentation
Download Presentation
Metamateriali: Negativni lom in zakrivanje

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 23

Metamateriali: Negativni lom in zakrivanje - PowerPoint PPT Presentation


  • 102 Views
  • Uploaded on

Metamateriali: Negativni lom in zakrivanje. Tine Porenta Mentor: prof. dr. Slobodan Žumer Marec 2009. Motivacija. Posebne fizikalne lastnosti: ε < 1, lahko celo ε < 0. μ < 1, lahko celo μ < 0. Velik potencial v optiki -> številne možnosti uporabe metamaterialov: superleče,

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Metamateriali: Negativni lom in zakrivanje' - orpah


Download Now 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
metamateriali negativni lom in zakrivanje

Metamateriali: Negativni lom in zakrivanje

Tine Porenta

Mentor: prof. dr. Slobodan Žumer

Marec 2009

motivacija
Motivacija
  • Posebne fizikalne lastnosti:
    • ε < 1, lahko celo ε < 0.
    • μ < 1, lahko celo μ < 0.
  • Velik potencial v optiki -> številne možnosti uporabe metamaterialov:
    • superleče,
    • zakrivanje,...

Lomni količnik n < 1

lahko je negativen !!!

seminar
Seminar
  • Uvod
  • Struktura metamaterialov
  • Negativni lom
  • Teorija zakrivanja
  • Zakrivanje 1 & 2
  • Zaključek
slide4
Uvod
  • Umetno zložen medij
    • Makroskopski skupek elementov
    • Lastnosti so posledica strukture
    • Ločljivost strukture manjša od valovne dolžine
    • Neobičajni odzivi na elektromagnetno valovanje
    • Neobičajne elektromagnetne lastnosti:

ε < 1 ter μ < 1

slide5
Uvod
  • Elektromagnetne značilnosti običajne snovi so posledica odziva atomov na elektromagnetno valovanje
  • ε in μ povprečni odziv

atomov v snovi

  • V metamaterialu sta ε in μ

povprečni odziv elementov

struktura
Struktura
  • Narejena umetno
  • Periodična struktura elementov
    • Nanocevke, nanožice, U-elementov
  • Gradnja s pomočjo litografij:
    • Fononska, elektronska, mikro-stereo
  • Obdelava s pomočjo elektronskega vrstičnega mikroskopa
  • Shema SEM slika 3D prizma
negativni lom
Negativni lom
  • Raziskave že okoli

na začetku 20. st.

  • n=n’ + i n’’
  • n’ < 0 =>
    • Lom valovanja v ‘napačno’ smer
    • Fazna hitrost se širi v nasprotno smer od smeri širjenja energije
negativni lom1
Negativni lom
  • Snovni konstanti:

ε = ε‘ + i ε’’ ter μ = μ’ + i μ’’

  • Elektromagnetni val
negativni lom2
Negativni lom
  • Zahtevi za material z negativnim lomnim količnikom:

n’ < 0

n’μ’ + n’’μ’’ > 0

  • Zahteva za negativni lomni količnik:

ε’|μ| + μ‘|ε| < 0.

Neenačbi je vedno zadoščeno, če sta ε’in μ’negativna. Ni pa

to edini pogoj, negativni lom dobimo tudi pri pozitivnih μ’.

teorija zakrivanja
Teorija zakrivanja
  • Cilj je zakriti poljuben predmet pred detekcijo z elektromagnetnim valovanjem
  • Potrebujemo

ε’< 1 ter μ’ < 1

  • Potrebno je ustvariti plašč, ki uloni pot elektromagnetnih valov okoli objekta
  • Plašč ima zahtevane krajevne odvisnosti ε’(r) in μ’(r)
teorija zakrivanja1
Teorija zakrivanja
  • ε(r) in μ (r) sta v splošnem tenzorja in krajevno odvisna
  • Transformacija koordinat
  • Izračun ε(r) in μ (r)
teorija zakrivanja2
Teorija zakrivanja
  • transformacija koordinat:

Dobimo:

teorija zakrivanja3
Teorija zakrivanja
  • Zahtevi po krajevni odvisnosti ε(r) in μ (r) je težko zadostiti, zato poenostavimo zahteve:
    • Enaka pot valovanja
    • Edini razlika je neničelni odboj
zakrivanje 1
Zakrivanje 1
  • Plašč iz nanožič
    • postavljene radialno,

ne nujno periodično

zakrivanje 2
Zakrivanje 2
  • Zakrivalni plašč za

območje mikrovalov:

    • 10 plasti elementov
    • λ = 0.035 mm
    • zakrivanje

bakrenega valja

zakrivanje 21
Zakrivanje 2

Simulacija idealnega plašča. (B) Simulacija plašč s poenostavljenimi zahtevami.

(C) Eksperiment brez plašča. (D) Eksperiment s plaščem.

zaklju ek
Zaključek
  • Metamateriali imajo lahko ε < 1 ter μ < 1
  • Metamateriali imajo lahko lomni količnik n’ < 0
  • Metamateriali omogočajo nove možnosti aplikacij v optiki: superleče, zakrivanje,...
  • Pospešena gradnja novih metamaterialov
literatura
Literatura

[1] R. M. Walser, in: W. S. Weiglhofer and A. Lakhtakia (Eds.), Introduction toComplex Mediums for Electromagnetics and Optics, SPIE Press, Bellingham, WA, USA (2003).

[2] J. B. Pendry, D. Schurig, and D. R. Smith, Science312, 1780 (2006).

[3] C. Wenshan, U. K. Chettiar, A. V. Kildishev, and V. M.Shalaev, Nature Photonics 1, 224 (2007).

[4] J. Valentine, S. Zhang. T. Zengraf, E. Ulin-Avila, D. A. Genov, G. Bartal, and X. Zhang, Nature455, 376 (2008).

[5] V .M. Shalaev, NaturePhotonics1, 41 (2007).

[6]D. Schuring, J. J. Mock, B. J. Justice, S. A. Cummer, J. B. Pendry, A. F. Starr,and D. R. Smith Science314, 977 (2006).

[7] J. B. Pendry Phys. Rev. Lett. 85, 3966 (2000).

[8] S. Durant, Z. Liu, N. Fang, and X. Zhang Proc. SPIE6323, 63231H (2006).

[9] S. Enoch, G. Tayeb, P., N., and P. Vincent Phys. Rev. Lett. 89, 213902 (2002).

[10] A. Schuster An Introduction to the Theory of optics, Arnold, London (1904)

[11] J. Yao, Z. Liu, Y. Liu, Y. Wang, C.Sun, G. Bartal, A. Stacy, and X. Zhang Science321, 930 (2008)

[12] W. Srituravanich, N. Fang, C. Sun, Q. Luo, and X. Zhang, Nano Lett.4, 1085-1088 (2004).

[13] C. Sun, N. Fang, D.M. Wu, and X. Zhang, Sensors and Actuators A: Physical121, 113 (2005)

[14] D. Schuring, J. B. Pendry, and D. R. Smith Opt. Express 21, 9794 (2006)

[15] J. B. Pendry, A. J. Holden, D. J. Robbins, and W. J. Stewart IEEE Trans. OnMicrovaweTheor. And Tech. , 47, 2075 (1999)

[16] J. B. PendryContemporary Physics 45, 191 (2004)