ELECTROMAGNETISM DE TIP LEFT- HANDED INTR-O STRUCTURA METALO-DIELECTRICA.

1. ELECTROMAGNETISM DE TIP LEFT- HANDED INTR-O STRUCTURA METALO-DIELECTRICA. Cristian Kusko si Mihai Kusko IMT-Bucharest, Romania E-mail: cristiank@imt.ro

2. Electromagnetism de tip LH • Structura periodica de rezonatori magnetici si/sau electrici • Lungimea de unda a campului EM trebuie sa fie mult mai mare decat dimensiunile fiecarei componente individuale • Sistem “omogen” • Proprietati magnetice si electrice artificiale • Retea rectangulara de fire metalice subtiri - Comportament tip Drude Permitivitate negativa J. B. Pendry, A. J. Holden, W. J. Stewart, and I. Youngs, Phys. Rev. Lett., 76, pp. 4773, (1996) • Retea rectangulara de rezonatori “split-ring” Permeabilitate negativa J.B. Pendry, A.J. Holden, D.J. Robbins, and W.J. Stewart, IEEE transactions on microwave theory and techniques,47, (1999)

3. Metamaterial Magnetic - configuratie SRR Polarizare TM Curenti Eddy Moment magnetic indus Resonanta Raspuns magnetic Moment magnetic pozitiv sau negativ >>a Aproximatia mediului efectiv Permeabilitate negativa µ<0

4. LHM unidirectional µ<0 µ<0 <0 n<0 Celula unitate a unei structuri metalo-dielectrice continind un cristal fotonic dielectric orientat in directia y intretesut cu o retea de fire metalice orientate in directia x Sistemul prezinta constantele efective µy and εx Celula unitate a ubui cristal fotonic 2-dimensional continind un clindru cu permitivitatea εcyl Sistemul prezinta o permeabilitate magnetica efectivaµy.

5. Resonante Mie in SrTiO3 la frecvente de microunde Zero al functiei Bessel Z. Zhai, C. Kusko, N. Hakim, S. Sridhar, A. Viektine, and A. Revcolevski Rev. Sci. Instr. 70, 3151 (2000) L. D. Landau and E. M. Lifshitz, Electrodynamics of Continuous Media

6. Raspunsul EM a unui cristal fotonic cu constanta dielectrica Puterea reflectata (linia neagra) si puterea transmisa (linia gri) a cristalului fotonic dielectric band gap datorat zero order Mie resonance, S. O’Brien and J. B. Pendry, J. Phys. Condensed Matter, 146383, (2002).

7. Cristal Fotonic metalic Drude Puterea reflectata (linia neagra) si puterea transmisa (linia gri) a cristalului fotonic metalic

8. Raspunsul EM al structurii metalo-dielectrice Filtru Pass-band Puterea reflectata (linia neagra) si puterea transmisa (linia gri) a structurii LHM metalo-dielectrice

9. Faza undei propagate High dielectric PC LHM structure

10. Doua celule unitate a configuratiei de “single split rezonator” metalici de forma cilindrica reprezentati de-a lungul directiei x de propagare a campului electromagnetic. Componenta magnetica a campului este paralela cu generatoare cilindrilor. R=125 nm a=625nm w=125 nm g=18 nm

11. Amplitudinea (linia rosie) si faza (linia albastra) a campului electromagnetic, obtinut prin simulare FDTD, intr-o structura SSRR de-a lungul directiei de propagare.

12. Spectrul puterii reflectate a nanostructurii SSRR ca functie de lungimea de unda (masurata in microni) a radiatiei incidente Variatia schimbarii de faza la reflexie ca functie de lungimea de unda a radiatiei incidente.

13. Dependenta de lungimea de unda a indicelui de refractie complex Dependenta de lungimea de unda a impedantei de suprafata complexa S. O’Brien and J. B. Pendry, J. Phys. Condensed Matter, 146383, (2002).

14. Dependenta de lungimea de unda a partilor reale pentru permeabilitatea magnetica (linia albastra) si permitivitatea electrica (linia galbena). In domeniul spectral 6 – 7.2 centimetri permeabilitatea sistemului este negativa.

15. Concluzii • Propagare LH intr-o structura metalo-dielectrica • Microunde • Infrarosu sau vizibil? • Determinarea structurii de benzi • Calculul permitivitatii si permeabilitatii