Терагерцовый метаматериал
Статьи о
Электромагнетизм
Solenoid
Электростатика
Магнитостатика
Electrodynamics
Electrical network
Magnetic circuit
Covariant formulation
Scientists

Терагерцовый метаматериал — это класс композитных метаматериалов , разработанных для взаимодействия на терагерцовых (ТГц) частотах. Терагерцовый диапазон частот , используемый в исследовании материалов, обычно определяется как 0,1–10 ТГц . [примечание 1]

Эта полоса пропускания также известна как терагерцовый зазор , потому что она заметно недоиспользуется. [примечание 2] Это связано с тем, что терагерцовые волны представляют собой электромагнитные волны с частотами выше, чем микроволны , но ниже, чем инфракрасное излучение и видимый свет . Эти характеристики означают, что на терагерцовое излучение трудно влиять с помощью обычных электронных компонентов и устройств. Электронная технология управляет потоком электронов и хорошо развита для микроволн и радиочастот . Аналогично, терагерцовый зазор также граничит с оптическими или фотонными длинами волн ; инфракрасным , видимым и ультрафиолетовым диапазонами (или спектрами ), где также существуют хорошо развитые технологии линз . Однако терагерцовая длина волны или частотный диапазон , по-видимому, полезна для проверки безопасности, медицинской визуализации , беспроводных систем связи , неразрушающей оценки и химической идентификации, а также субмиллиметровой астрономии . Наконец, как неионизирующее излучение оно не имеет рисков, присущих рентгеновскому скринингу . [1] [2] [3] [4]

О метаматериалах

Терагерцовые волны лежат на дальнем конце инфракрасного диапазона, непосредственно перед началом микроволнового диапазона.

В настоящее время фундаментальный недостаток природных материалов, которые допускают желаемый электромагнитный отклик , привел к созданию новых искусственных композитных материалов, называемых метаматериалами . Метаматериалы основаны на решетчатой ​​структуре, которая имитирует кристаллические структуры . Однако решетчатая структура этого нового материала состоит из элементарных элементов, намного больших, чем атомы или отдельные молекулы, но является искусственной, а не естественной структурой. Тем не менее, достигнутое взаимодействие ниже размеров волны терагерцового излучения . Кроме того, желаемые результаты основаны на резонансной частоте изготовленных фундаментальных элементов . [5] Привлекательность и полезность вытекают из резонансного отклика, который может быть адаптирован для конкретных приложений и может управляться электрически или оптически. Или отклик может быть как пассивный материал . [6] [7] [8] [9]

Разработка электромагнитных, искусственно-решетчатых структурированных материалов, называемых метаматериалами, привела к реализации явлений , которые не могут быть получены с помощью природных материалов . Это наблюдается, например, с естественной стеклянной линзой , которая взаимодействует со светом ( электромагнитной волной ) способом, который кажется односторонним, в то время как свет передается двусторонним способом. Другими словами, свет состоит из электрического поля и магнитного поля . Взаимодействие обычной линзы или других природных материалов со светом в значительной степени определяется взаимодействием с электрическим полем (односторонним). Магнитное взаимодействие в материале линзы по существу равно нулю. Это приводит к общим оптическим ограничениям, таким как дифракционный барьер . Более того, существует фундаментальный недостаток природных материалов, которые сильно взаимодействуют с магнитным полем света. Метаматериалы, синтетическая композитная структура, преодолевают это ограничение. Кроме того, выбор взаимодействий может быть изобретен и повторно изобретен во время изготовления в рамках законов физики . Следовательно, возможности взаимодействия с электромагнитным спектром , который является светом, расширяются. [8]

Терагерцовая технология

Терагерцовые частоты или субмиллиметровые длины волн, которые существуют между микроволновыми частотами и инфракрасными длинами волн, практически не используются в коммерческом секторе, в первую очередь из-за ограничений распространения терагерцового диапазона через атмосферу. Однако терагерцовые устройства были полезны в научных приложениях, таких как дистанционное зондирование и спектроскопия . [10]

Терагерцовые метаматериальные устройства

Развитие метаматериалов пересекло электромагнитный спектр вплоть до терагерцовых и инфракрасных частот, но пока не включает в себя спектр видимого света . Это связано с тем, что, например, легче построить структуру с более крупными фундаментальными элементами, которые могут управлять микроволнами . Фундаментальные элементы для терагерцовых и инфракрасных частот постепенно масштабировались до меньших размеров. В будущем для видимого света потребуются элементы, которые будут масштабироваться еще меньше, для возможности управления метаматериалами. [11] [12] [13]

Наряду со способностью взаимодействовать на терагерцовых частотах теперь есть желание строить, развертывать и интегрировать приложения ТГц метаматериалов повсеместно в общество. Это потому, что, как объяснялось выше, компоненты и системы с терагерцовыми возможностями заполнят технологически значимую пустоту. Поскольку нет известных природных материалов, которые могли бы это сделать, искусственно созданные материалы теперь должны занять их место.

Исследования начались с первой демонстрации практического терагерцового метаматериала. Более того, поскольку многие материалы не реагируют на терагерцовое излучение естественным образом, необходимо затем построить электромагнитные устройства, которые позволяют создавать полезные прикладные технологии, работающие в этом диапазоне. Это такие устройства, как направленные источники света , линзы , переключатели , [примечание 3] модуляторы и датчики . Этот пробел также включает в себя устройства сдвига фазы и управления лучом [примечание 4]. Реальные приложения в терагерцовом диапазоне все еще находятся в зачаточном состоянии [8] [11] [13] [14]

Достигнут умеренный прогресс. Метаматериальные устройства терагерцового диапазона были продемонстрированы в лабораторных условиях как настраиваемые фильтры дальнего инфракрасного диапазона , оптические коммутационные модуляторы и поглотители метаматериалов . Недавнее существование источника терагерцового излучения в целом — это квантовые каскадные лазеры ТГц , оптически накачиваемые лазеры ТГц, генераторы обратной волны (BWO) и источники с умножением частоты. Однако технологии управления и манипулирования волнами ТГц отстают от других частотных областей спектра света. [11] [13] [14]

Кроме того, исследования технологий, использующих терагерцовые частоты, показывают возможности для передовых методов зондирования . В областях, где другие длины волн ограничены, терагерцовые частоты, по-видимому, заполняют будущий пробел для достижений в области безопасности, общественного здравоохранения , биомедицины , обороны , связи и контроля качества в производстве. Этот терагерцовый диапазон отличается тем, что является неинвазивным и, следовательно, не будет нарушать или возмущать структуру объекта, подвергаемого излучению. В то же время этот частотный диапазон демонстрирует такие возможности, как прохождение и визуализация содержимого пластикового контейнера , проникновение на несколько миллиметров в кожную ткань человека без вредных последствий, прохождение через одежду для обнаружения скрытых предметов на персонале и обнаружение химических и биологических агентов в качестве новых подходов для борьбы с терроризмом . [9] Терагерцовые метаматериалы, поскольку они взаимодействуют на соответствующих терагерцовых частотах, по-видимому, являются одним из ответов при разработке материалов, использующих терагерцовое излучение. [9]

Исследователи полагают, что искусственные магнитные (парамагнитные) структуры или гибридные структуры, которые объединяют естественные и искусственные магнитные материалы, могут играть ключевую роль в терагерцовых устройствах. Некоторые терагерцовые метаматериальные устройства представляют собой компактные полости, адаптивную оптику и линзы, настраиваемые зеркала, изоляторы и преобразователи . [8] [12] [15]

Проблемы в этой области

Генерация электромагнитного излучения ТГц

Без доступных терагерцовых источников другие приложения сдерживаются. Напротив, полупроводниковые приборы стали частью повседневной жизни. Это означает, что коммерческие и научные приложения для генерации соответствующих частотных диапазонов света, соизмеримых с полупроводниковым приложением или устройством, широко используются. Видимые и инфракрасные лазеры лежат в основе информационных технологий . Более того, на другом конце спектра микроволновые и радиочастотные излучатели обеспечивают беспроводную связь. [16]

Однако приложения для терагерцового режима, ранее определенного как терагерцовый зазор от 0,1 до 10 ТГц, являются обедненным режимом по сравнению с этим. Источники для генерации требуемых частот ТГц (или длины волны ) существуют, но другие проблемы мешают их полезности. Терагерцовые лазерные устройства не компактны и, следовательно, не обладают портативностью и нелегко интегрируются в системы . Кроме того, отсутствуют маломощные твердотельные терагерцовые источники. Кроме того, текущие устройства также имеют один или несколько недостатков: низкую выходную мощность , плохие возможности настройки и могут требовать криогенных жидкостей для работы ( жидкий гелий ). [16] Кроме того, этот недостаток соответствующих источников ограничивает возможности в спектроскопии , дистанционном зондировании , связи в свободном пространстве и медицинской визуализации . [16]

Между тем, потенциальные приложения терагерцовой частоты исследуются во всем мире. Две недавно разработанные технологии, терагерцовая спектроскопия во временной области и квантовые каскадные лазеры, возможно, могли бы стать частью множества платформ разработки по всему миру. Однако устройства и компоненты, необходимые для эффективного управления терагерцовым излучением, требуют гораздо большего развития, чем то, что было достигнуто на сегодняшний день (2012). [6] [14] [15] [17]

Взаимодействие магнитного поля

Как кратко упоминалось выше, встречающиеся в природе материалы, такие как обычные линзы и стеклянные призмы, не способны существенно взаимодействовать с магнитным полем света . Значительное взаимодействие ( диэлектрическая проницаемость ) происходит с электрическим полем . В природных материалах любое полезное магнитное взаимодействие будет сужаться в гигагерцовом диапазоне частот . По сравнению с взаимодействием с электрическим полем магнитный компонент незаметен в терагерцовом , инфракрасном и видимом свете . Таким образом, заметный шаг произошел с изобретением практического метаматериала на микроволновых частотах, [примечание 5], поскольку элементарные элементы метаматериалов продемонстрировали связь и индуктивный отклик на магнитный компонент, соизмеримые с электрической связью и откликом. Это продемонстрировало возникновение искусственного магнетизма, [примечание 6] и позже было применено к терагерцовой и инфракрасной электромагнитной волне (или свету). В терагерцовой и инфракрасной области это отклик, который не был обнаружен в природе. [12] [18] [19]

Более того, поскольку метаматериал искусственно изготавливается на каждом этапе и фазе строительства, это дает возможность выбирать, как свет или терагерцовая электромагнитная волна будут проходить через материал и передаваться . Такая степень выбора невозможна с обычными материалами . Управление также происходит из электромагнитной связи и реакции элементарных элементов, которые меньше длины электромагнитной волны, проходящей через собранный метаматериал. [18] [19]

Электромагнитное излучение , которое включает свет, переносит энергию и импульс , которые могут быть переданы материи , с которой оно взаимодействует. Излучение и материя имеют симбиотическую связь. Излучение не просто действует на материал, и не просто подвергается воздействию данного материала; излучение взаимодействует с материей.

Магнитное взаимодействие или индуцированная связь любого материала может быть переведена в проницаемость . Проницаемость природных материалов имеет положительное значение. Уникальной способностью метаматериалов является достижение значений проницаемости меньше нуля (или отрицательных значений), которые недоступны в природе. Отрицательная проницаемость была впервые достигнута на микроволновых частотах с первыми метаматериалами. Несколько лет спустя отрицательная проницаемость была продемонстрирована в терагерцовом режиме. [12] [20]

Материалы, способные к магнитному взаимодействию , особенно редки на терагерцовых или оптических частотах.

Опубликованные исследования, касающиеся некоторых природных магнитных материалов, утверждают, что эти материалы реагируют на частоты выше микроволнового диапазона, но реакция обычно слабая и ограничена узкой полосой частот. Это снижает возможные полезные терагерцовые устройства. Было отмечено, что реализация магнетизма на ТГц и более высоких частотах существенно повлияет на терагерцовую оптику и ее применение. [12]

Это связано с магнитной связью на атомном уровне. Этот недостаток можно преодолеть, используя метаматериалы, которые отражают атомную магнитную связь , в масштабе величин, больших, чем атом. [12] [21]

Первые ТГц метаматериалы

Первые терагерцовые метаматериалы, способные достичь желаемого магнитного отклика, который включал отрицательные значения проницаемости , были пассивными материалами . Из-за этого «настройка» достигалась путем изготовления нового материала со слегка измененными размерами для создания нового отклика. Однако заметным прогрессом или практическим достижением на самом деле является демонстрация манипуляции терагерцовым излучением с помощью метаматериалов .

Для первой демонстрации было изготовлено более одной метаматериальной структуры. Однако демонстрация показала диапазон от 0,6 до 1,8 терагерц. Считалось, что результаты также показывают, что эффект можно настраивать по всему терагерцовому частотному режиму путем масштабирования размеров структуры. Затем последовали демонстрации на 6 ТГц и 100 ТГц.

С первой демонстрацией масштабирование элементов и разнесение позволило добиться успеха в терагерцовом диапазоне частот. Как и в случае с метаматериалами в более низких диапазонах частот, эти элементы были немагнитными материалами, но были проводящими элементами. Конструкция допускает резонанс, который происходит с электрическими и магнитными компонентами одновременно. И примечательным является сильный магнитный отклик этих искусственно созданных материалов.

Для того, чтобы элементы реагировали на резонанс, на определенных частотах, это организовано путем специального проектирования элемента. Затем элементы размещаются в повторяющемся шаблоне, как это обычно бывает с метаматериалами. В этом случае теперь объединенные и выстроенные элементы, наряду с вниманием к интервалам, составляют плоский, прямоугольный (планарный) структурированный метаматериал. Поскольку он был разработан для работы на терагерцовых частотах, для травления элементов на подложке используется фотолитография. [12]

Магнитные реакции и показатель преломления

Схематическая установка эллипсометрического эксперимента.

Разрезной кольцевой резонатор (SRR) является распространенным метаматериалом, используемым для различных экспериментов. [6] Магнитные отклики ( проницаемость ) на терагерцовых частотах могут быть достигнуты с помощью структуры, состоящей из немагнитных элементов, таких как медный провод SRR, которые демонстрируют различные отклики, сосредоточенные вокруг резонансной частоты. Разрезные кольцевые резонаторы демонстрируют способность к настройке в терагерцовом режиме. Кроме того, повторяющаяся структура, составленная из составляющих материалов, следует той же стратегии усреднения электромагнитного поля, поскольку она манипулирует и передает терагерцовое излучение. Этот метод усреднения называется эффективным откликом среды . [12]

Эффективная проницаемость μ- eff увеличивается за счет индуктивности колец, а емкость возникает в зазорах между разделенными кольцами. В этом терагерцовом эксперименте применяется эллипсометрия , а не волноводы. Другими словами, источник света в свободном пространстве испускает поляризованный луч излучения , который затем отражается от образца (см. изображения справа). Испускаемая поляризация предполагается, и угол поляризации известен. Затем измеряется изменение поляризации, которое отражается (от материала образца). [ необходимо разъяснение ] Учитывается информация о разности фаз (если таковая имеется) и отраженной поляризации. [12]

Локальное магнитное поле материала ячейки можно понимать как магнитный отклик . Ниже резонанса локальное магнитное поле увеличивается. Этот магнитный отклик остается в фазе с электрическим полем. Поскольку ячейка SRR на самом деле является немагнитным материалом, этот локальный магнитный отклик является временным и будет сохранять магнитные характеристики только до тех пор, пока есть внешнее приложенное магнитное поле. Таким образом, общая намагниченность упадет до нуля, когда приложенное поле будет удалено. Кроме того, локальный магнитный отклик на самом деле является частью общего магнитного поля. Эта часть пропорциональна напряженности поля, и это объясняет линейную зависимость. Аналогично существует совокупный линейный отклик по всему материалу. Это имеет тенденцию имитировать выравнивания и спины на атомном уровне. [12]

С ростом частоты, которая со временем приближается к резонансу, индуцированные токи в петлевом проводе больше не могут поспевать за приложенным полем, и локальный отклик начинает отставать. Затем, по мере дальнейшего увеличения частоты, индуцированный локальный отклик поля отстает еще больше, пока он полностью не окажется в противофазе с полем возбуждения. Это приводит к магнитной проницаемости, которая падает ниже единицы и включает значения меньше нуля. Линейная связь между индуцированным локальным полем и флуктуирующим приложенным полем контрастирует с нелинейными характеристиками ферромагнетизма [12]

Позже магнитный отклик в этих материалах был продемонстрирован на частоте 100 терагерц и в инфракрасном диапазоне. Доказательство магнитного отклика стало важным шагом на пути к последующему контролю показателя преломления . [15] [22] Наконец, отрицательный показатель преломления был достигнут для терагерцовых длин волн на частоте 200 терагерц с использованием пар слоев металлических наностержней параллельно. [23] Эта работа также дополняется исследованиями поверхностных плазмонов в терагерцовом диапазоне. [24]

Работа также продолжается с исследованиями применения внешнего управления, такого как электронная коммутация и полупроводниковые структуры, для управления свойствами передачи и отражения. [25] [26] [27] [28]

Реконфигурируемые терагерцовые метаматериалы

Электромагнитные метаматериалы обещают заполнить терагерцовый пробел (0,1–10 ТГц). Терагерцовый пробел вызван двумя общими недостатками. Во-первых, практически нет природных материалов, доступных для приложений, которые использовали бы источники терагерцовой частоты . Во-вторых, это невозможность перенести успехи с ЭМ метаматериалами в микроволновой и оптической области в терагерцовую область. [26] [27]

Более того, большинство исследований было сосредоточено на пассивных свойствах искусственной периодической передачи ТГц , определяемых структурой элементов метаматериала, например, эффектами размера и формы включений, толщиной металлической пленки, геометрией отверстий, периодичностью и т. д. Было показано, что на резонанс также можно повлиять путем нанесения диэлектрического слоя на массивы металлических отверстий и легирования полупроводниковой подложки, оба из которых приводят к значительному сдвигу резонансной частоты. Однако мало работ было сосредоточено на «активной» манипуляции необычной оптической передачей, хотя это необходимо для реализации многих приложений. [25]

Отвечая на эту потребность, существуют предложения по «активным метаматериалам», которые могут проактивно контролировать соотношение компонентов передачи и отражения исходного (ЭМ) излучения. Стратегии включают освещение структуры лазерным светом, изменение внешнего статического магнитного поля , где ток не меняется, и использование внешнего источника напряжения смещения (управляемого полупроводником). Эти методы приводят к возможностям высокочувствительной спектроскопии, более мощной генерации терагерцового излучения, безопасной связи на коротких расстояниях в ТГц-диапазоне, еще более чувствительного обнаружения с помощью возможностей терагерцового излучения. Кроме того, они включают разработку методов для более чувствительного обнаружения терагерцового излучения и более эффективного управления и манипулирования терагерцовыми волнами. [26] [27]

Использование технологии МЭМ

Объединение метаматериальных элементов, в частности, разрезных кольцевых резонаторов, с технологией микроэлектромеханических систем позволило создать неплоские гибкие композиты и микромеханически активные структуры, в которых ориентация электромагнитно-резонансных элементов может точно контролироваться по отношению к падающему полю. [29]

Динамический электрический и магнитный отклик метаматериала на частотах ТГц

Теория, моделирование и демонстрация динамического отклика параметров метаматериала были впервые продемонстрированы с помощью плоской решетки разделенных кольцевых резонаторов (SRR). [30]

Обзор терагерцовых метаматериальных устройств

Терагерцовые метаматериалы делают возможным изучение новых устройств. [31] [32]

Новые конструкции усилителей

Часть терагерцовой схемы лампы бегущей волны с изогнутым волноводом и массивами отверстий на стенках. Изображение из исследовательского центра NASA Glenn.
Схема терагерцовой планарной лампы бегущей волны с метаматериалом, встроенным в подложку. Изображение из исследовательского центра NASA Glenn Research Center

В терагерцовом диапазоне компактные усилители средней мощности отсутствуют. Это приводит к недоиспользованию региона, и отсутствие новых усилителей можно напрямую отнести к одной из причин.

Научно-исследовательская работа включала изучение, создание и проектирование легких медленноволновых вакуумных электронных устройств на основе усилителей на лампах бегущей волны . Это конструкции, которые включают в себя сложенные волноводы , схемы замедления волн, в которых терагерцовая волна извивается по змеевидному пути, взаимодействуя с линейным электронным пучком. Конструкции ламп бегущей волны со сложенными волноводами работают на частотах 670, 850 и 1030 ГГц. Для того чтобы улучшить ограничения мощности из-за малых размеров и высокого затухания, также исследуются новые конструкции планарных схем. [2]

Внутренняя работа в исследовательском центре NASA Glenn Research Center исследовала использование метаматериалов — разработанных материалов с уникальными электромагнитными свойствами для увеличения мощности и эффективности терагерцового усиления в двух типах схем замедления волн вакуумной электроники. Первый тип схемы имеет геометрию сложенного волновода, в которой находятся анизотропные диэлектрики и дырчатые метаматериалы, которые состоят из массивов отверстий субволновой длины (см. изображение справа). [33]

Второй тип схемы имеет плоскую геометрию с меандровой линией передачи для переноса электромагнитной волны и метаматериальной структурой, встроенной в подложку. Результаты вычислений с этой схемой более многообещающие. Предварительные результаты показывают, что метаматериальная структура эффективна для уменьшения величины электрического поля в подложке и увеличения величины в области над меандровой линией, где она может взаимодействовать с электронным листовым пучком. Кроме того, плоская схема менее сложна в изготовлении и может обеспечивать более высокий ток. Требуется больше работы для исследования других плоских геометрий, оптимизации взаимодействия электрического поля и электронного пучка и проектирования геометрий фокусирующих магнитов для листового пучка. [33] [34]

Новые терагерцовые датчики и фазовые модуляторы

Возможность управления излучением в терагерцовом режиме приводит к анализу конструкций для сенсорных устройств и фазовых модуляторов. Устройства, которые могут применять это излучение, были бы особенно полезны. Различные стратегии анализируются или тестируются для настройки метаматериалов, которые могут функционировать как сенсоры. [35] [36] Аналогично линейный сдвиг фазы может быть достигнут с помощью устройств управления. [14] Также необходимо иметь сенсоры, которые могут обнаруживать определенные опасности на поле боя. [37]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Это соответствует длинам волн ниже миллиметрового диапазона, а именно между 3 миллиметрами ( диапазон КВЧ ) и 0,03 миллиметра; длинноволновая граница дальнего инфракрасного света .
  2. ^ Терагерцовый зазор — это набор частот в терагерцовом диапазоне (полоса пропускания), где недоступность материалов препятствует созданию компонентов и систем, которые в противном случае могли бы быть общедоступными.
  3. ^ Коммутация: Управление или маршрутизация сигналов в цепях для выполнения логических или арифметических операций или для передачи данных между определенными точками в сети. Примечание: Коммутация может выполняться электронными, оптическими или электромеханическими устройствами. Источник: из Федерального стандарта 1037C [ мертвая ссылка ]
  4. ^ Управление лучом: изменение направления главного лепестка диаграммы направленности . Примечание: В радиосистемах управление лучом может осуществляться переключением элементов антенны или изменением относительных фаз радиочастотного излучения , возбуждающего элементы. В оптических системах управление лучом может осуществляться изменением показателя преломления среды, через которую передается луч, или использованием зеркал или линз. Источник: из Федерального стандарта 1037C [ мертвая ссылка ]
  5. ^ По сути, это была демонстрация доказательства принципа, который позже широко применялся к более высокочастотной области терагерцового и инфракрасного диапазонов. См. метаматериалы с отрицательным индексом .
  6. ↑ Смотрите основную статью: Парамагнетизм

Ссылки

  1. ^ Книффин, Габриэль (4 июня 2009 г.). «Метаматериальные устройства для терагерцового диапазона» (PDF) . Плазмоника: металлические наноструктуры и их оптические свойства VII (бесплатная загрузка). 7394 : 10 страниц.См. также индекс представленных проектов по прикладной оптике 2009 года и измерительный комплекс NEAR-Lab терагерцового диапазона Портлендского государственного университета.
  2. ^ ab Force, Dale A. (9 декабря 2009 г.). "Terahertz Amplifiers" (бесплатная загрузка). NASA Glenn Research Center . Архивировано из оригинала 30 мая 2010 г.
  3. ^ Джонстон, Хэмиш (29 ноября 2006 г.). «Метаматериалы преодолевают терагерцовый разрыв». Physics World . Институт физики .
  4. ^ Что такое субмиллиметровая астрономия?. Аризонская радиообсерватория. 2013
  5. ^ Lim, CS; Hong, MH; Chen, ZC; Han, NR; Luk'yanchuk, B.; Chong, TC (26 мая 2010 г.). «Проектирование и изготовление гибридных метаматериалов для улучшения резонансного отклика терагерцового диапазона» (PDF) . Optics Express . 18 (12): 12421–9. Bibcode :2010OExpr..1812421L. doi : 10.1364/OE.18.012421 . PMID  20588369.
  6. ^ abc Ли, Юн-Шик (2008). Принципы терагерцовой науки и технологии. Том. Заметки лекций в серии «Физика». Нью-Йорк: Springer-Verlag New York City , LLC. С. 190, Глава 5. ISBN  978-0-387-09539-4.
  7. ^ "Таблица преобразования частоты и длины волны". Преобразует частоту в герцах в метрические единицы длины волны . UnitConversion.org.
  8. ^ abcd Аверитт, РД; Падилья, штат Вашингтон; Чен, ХТ; О'Хара, Дж. Ф.; Тейлор, Эй Джей ; Хайстрет, К.; Ли, М.; Зиде, JMO; Банк, СР; Госсард, AC (2007). «Устройства из терагерцового метаматериала». В Анваре Мехди; Демария, Энтони Дж; Шур, Майкл С. (ред.). Терагерцовая физика, устройства и системы II . Труды SPIE. Том. 6772. с. 677209. Бибкод : 2007SPIE.6772E..09A. CiteSeerX 10.1.1.690.3298 . дои : 10.1117/12.751613. S2CID  10056451. 
  9. ^ abc Rainsford, Tamath; Samuel P. Mickan; D. Abbott (2005). "Применение зондирования T-излучением: Обзор глобальных разработок" (PDF) . В Al-Sarawi, Said F (ред.). Smart Structures, Devices, and Systems II . Труды SPIE. Том 5649. стр. 826–837. Bibcode :2005SPIE.5649..826R. doi :10.1117/12.607746. S2CID  14374107. Архивировано из оригинала (PDF) 2011-07-06 . Получено 2009-09-18 .
  10. ^ Siegel, Peter H. (март 2002 г.). «Terahertz technology» ( цитируется по 532. Доступна бесплатная загрузка в формате PDF.) . IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques . 50 (3): 910–928. Bibcode : 2002ITMTT..50..910S. doi : 10.1109/22.989974.
  11. ^ abc Chen, Hou-Tong; et al. (2006-11-30). "Активные терагерцовые метаматериальные устройства". Nature . 444 (7119): 597–600. Bibcode :2006Natur.444..597C. doi :10.1038/nature05343. PMID  17136089. S2CID  2515680. (требуется подписка)
  12. ^ abcdefghijk Yen, TJ; et al. (2004). «Терагерцовый магнитный отклик искусственных материалов». Science . 303 (5663): 1494–1496. Bibcode :2004Sci...303.1494Y. doi :10.1126/science.1094025. PMID  15001772. S2CID  14262927.
  13. ^ abc Chen, Hou-Tong (март 2008 г.). "Электромагнитные метаматериалы для терагерцовых приложений" (PDF) . Terahertz Science and Technology . 01 (1): 42.
  14. ^ abcd Чен, Хоу-Тонг; и др. (2009-02-22). "Метаматериальный твердотельный терагерцовый фазовый модулятор" (PDF) . Nature Photonics . 3 (3): 148–151. Bibcode :2009NaPho...3..148C. CiteSeerX 10.1.1.423.5531 . doi :10.1038/nphoton.2009.3. OSTI  960853. Архивировано из оригинала (PDF) 29 июня 2010 г. 
  15. ^ abc Линден, Стефан; Кристиан Энкрих; Мартин Вегенер; Цзянфэн Чжоу; Томас Кошни; Костас М. Сукулис (2004-11-19). "Магнитный отклик метаматериалов на частоте 100 терагерц". Science . 306 (5700): 1351–1353. Bibcode :2004Sci...306.1351L. doi :10.1126/science.1105371. PMID  15550664. S2CID  23557190.
  16. ^ abc Кёлер, Рюдегер; Тредикуччи, Алессандро; Бельтрам, Фабио; Бир, Харви Э.; Линфилд, Эдмунд Х.; Дэвис, А. Джайлз; Ричи, Дэвид А.; Иотти, Рита С.; Росси, Фаусто (2002). «Терагерцовый полупроводниково-гетероструктурный лазер». Природа . 417 (6885): 156–159. Бибкод : 2002Natur.417..156K. дои : 10.1038/417156a. ПМИД  12000955.
  17. ^ Pendry, JB; Holden, AJ; Robbins, DJ; Stewart, WJ (1999). «Магнетизм от проводников и усиленные нелинейные явления». Microwave Theory and Techniques . 47 (11): 2075–2084. Bibcode :1999ITMTT..47.2075P. CiteSeerX 10.1.1.564.7060 . doi :10.1109/22.798002. 
  18. ^ ab Смит, DR; Падилла, Вилли; Виер, Д.; Немат-Нассер, С.; Шульц, С. (2000). «Композитная среда с одновременно отрицательной проницаемостью и диэлектрической проницаемостью». Physical Review Letters . 84 (18): 4184–7. Bibcode : 2000PhRvL..84.4184S. doi : 10.1103/PhysRevLett.84.4184 . PMID  10990641.
  19. ^ ab Shelby, RA; Smith DR; Shultz S. (2001). «Экспериментальная проверка отрицательного показателя преломления». Science . 292 (5514): 77–79. Bibcode :2001Sci...292...77S. CiteSeerX 10.1.1.119.1617 . doi :10.1126/science.1058847. PMID  11292865. S2CID  9321456. 
  20. ^ «Волновые аспекты света». Энциклопедия Британника .
  21. ^ Шалев, Владимир М. (январь 2007). "Оптические метаматериалы с отрицательным показателем преломления" (Эта статья представляет собой обзор метаматериалов по состоянию на январь 2007 г.) . Nature Photonics . 1 (1): 41–48. Bibcode : 2007NaPho...1...41S. doi : 10.1038/nphoton.2006.49. S2CID  170678.
  22. ^ Чжан, Шуан; Фань, Вэньцзюнь; Минхас, Б.; Фрауенгласс, Эндрю; Маллой, К.; Брюк, С. (2005-01-26). "Резонансные магнитные наноструктуры средней инфракрасной области, проявляющие отрицательную проницаемость". Phys. Rev. Lett. (цитируется по 117). 94 (3): 037402 (2005) [4 страницы]. Bibcode : 2005PhRvL..94c7402Z. doi : 10.1103/PhysRevLett.94.037402. PMID  15698321.
  23. ^ Шалаев, В.М. и др. (2005-12-15). "Отрицательный показатель преломления в оптических метаматериалах" (PDF) . Optics Letters . 30 (24): 3356–8. arXiv : physics/0504091 . Bibcode :2005OptL...30.3356S. doi :10.1364/OL.30.003356. PMID  16389830. S2CID  14917741.
  24. ^ Ривас, Х. Гомес и др. (2003-11-21). "Улучшенная передача терагерцового излучения через субволновые отверстия". Phys. Rev. B. 68 ( 20): 201306(R) (2003) [4 страницы]. Bibcode : 2003PhRvB..68t1306G. doi : 10.1103/PhysRevB.68.201306.
  25. ^ ab Chen, Hou-Tong; Lu, Hong; Azad, Abul K.; Averitt, Richard D.; Gossard, Arthur C.; Trugman, Stuart A.; O'Hara, John F.; Taylor, Antoinette J. (2008-05-12). "Электронное управление необычной терагерцовой передачей через массивы металлических отверстий субволновой длины". Optics Express . 16 (11): 7641–7648. arXiv : 0804.2942 . Bibcode : 2008OExpr..16.7641C. doi : 10.1364/OE.16.007641. PMID  18545471. S2CID  43183531.
  26. ^ abc Chen, Hou-Tong; Palit, Sabarni; Tyler, Talmage; Bingham, Christopher M.; Zide, Joshua MO; O'hara, John F.; Smith, David R.; Gossard, Arthur C.; Averitt, Richard D.; et al. (2008-09-04). "Гибридные метаматериалы обеспечивают быструю электрическую модуляцию свободно распространяющихся терагерцовых волн" (PDF) . Applied Physics Letters . 93 (9): 091117 (2008). Bibcode :2008ApPhL..93i1117C. doi :10.1063/1.2978071. Архивировано из оригинала (PDF) 2011-06-05.
  27. ^ abc Paul, Oliver; Imhof, C.; Lägel, B.; Wolff, S.; Heinrich, J.; Höfling, S.; Forchel, A.; Zengerle, R.; Beigang, René; et al. (2009-09-19). "Поляризационно-независимый активный метаматериал для высокочастотной терагерцовой модуляции" (PDF) . Optics Express . 17 (2): 819–827. Bibcode :2009OExpr..17..819P. doi : 10.1364/OE.17.000819 . PMID  19158896.
  28. ^ Ху, Тао и др. (2009-10-02). "Реконфигурируемые терагерцовые метаматериалы" (PDF) . Physical Review Letters . 103 (14): 147401 (2009). Bibcode : 2009PhRvL.103n7401T. doi : 10.1103/PhysRevLett.103.147401. PMID  19905602. Архивировано из оригинала (Две бесплатные загрузки PDF.) 29 июня 2010 г.
  29. ^ Тао, Х.; и др. (2009-09-02). "Гибкие и реконфигурируемые терагерцовые метаматериалы". В Стокмане, Марк И (ред.). Плазмоника: металлические наноструктуры и их оптические свойства VII (Название конференции: Плазмоника: металлические наноструктуры и их оптические свойства VII). Труды SPIE. Том 7394. стр. 73940D. Bibcode : 2009SPIE.7394E..0DT. doi : 10.1117/12.826249. S2CID  122963672.
  30. ^ Padilla WJ, et al. (2006-03-13). "Динамический электрический и магнитный метаматериальный отклик на терагерцовых частотах" (PDF) . Physical Review Letters . 96 (10): 107401–1. Bibcode : 2006PhRvL..96j7401P. doi : 10.1103/PhysRevLett.96.107401. PMID  16605787. S2CID  18784987.
  31. ^ Withayachumnankul1, Withawat; D. Abbott (декабрь 2008 г.). «Обзор терагерцовых метаматериальных устройств» (PDF) . В Al-Sarawi, Said F; Varadan, Vijay K; Weste, Neil; Kalantar-Zadeh, Kourosh (ред.). Smart Structures, Devices, and Systems IV . Труды SPIE. Том 7268. С. 7268–1Z. Bibcode : 2008SPIE.7268E..1ZW. doi : 10.1117/12.823538. S2CID  36844031.{{cite book}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link)
  32. ^ Пендри, Джон Б .; Дэвид Р. Смит (июнь 2004 г.). «Обратный свет: отрицательное преломление» (PDF) . Physics Today . 57 (6): 37–44. Bibcode : 2004PhT....57f..37P. doi : 10.1063/1.1784272. Архивировано из оригинала (PDF) 2017-08-09 . Получено 2019-05-10 .Альтернативная копия здесь.
  33. ^ ab Wilson, Jeffrey D.; Vaden, Karl R.; Chevalier, Christine T. и Kory, Carol L. (31 октября 2008 г.). «Terahertz Amplifier Design Improved With Metamaterial». NASA Glenn Research Center. Архивировано из оригинала (страница обзора) 7 апреля 2009 г.{{cite web}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  34. ^ В этом разделе использованы материалы, находящиеся в открытом доступе, из службы технических отчетов NASA. Общественное достояние В этой статье использованы материалы, находящиеся в открытом доступе, с веб-сайтов или из документов Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства .
  35. ^ Klatt, G.; et al. (2009-03-12). "Быстрое и точное считывание терагерцового датчика с помощью высокоскоростной асинхронной оптической выборки" (PDF) . Electronics Letters . 45 (6): 310–311. Bibcode :2009ElL....45..310K. doi :10.1049/el.2009.3249.
  36. ^ Дрисколл, Т.; Андреев, ГО; Басов, ДН; Палит, С.; Чо, СИ; Джокерст, НМ; Смит, ДР (2007-08-07). "Настроенная проницаемость в терагерцовых резонаторах с разрезным кольцом для устройств и датчиков" (PDF) . Appl. Phys. Lett . 91 (6): 062511. Bibcode :2007ApPhL..91f2511D. doi :10.1063/1.2768300.
  37. ^ Касс Б.Д. и др. "Новые инфракрасные датчики с использованием микро- и наноэлектромагнитных метаматериалов" (PDF) . Сингапурский источник синхротронного света .

Общие ссылки

  • Withayachumnankul, Withawat; D. Abbott (2009-07-29). "Метаматериалы в терагерцовом режиме" (бесплатная загрузка PDF-файла) . IEEE Photonics Journal . 01 (2): 91. Bibcode : 2009IPhoJ...1...99W. doi : 10.1109/JPHOT.2009.2026288 . S2CID  35360749.
  • Moser HO и др. (2005-02-15). "Terahertz Response of a Microfabricated Rod–Split-Ring-Resonator Electromagnetic Metamaterial" (бесплатная загрузка PDF) . Physical Review Letters . 94 (6): 063901 (2005). Bibcode : 2005PhRvL..94f3901M. doi : 10.1103/PhysRevLett.94.063901. PMID  15783730.[ постоянная мертвая ссылка ]
  • Федеральный стандарт 1037C "b" на "byte"
  • Федеральный стандарт 1037C Глоссарий терминов по телекоммуникациям
  • Военные аббревиатуры, инициалы и сокращения
  • Jany, SJ Глоссарий терминологии лазерной хирургии. (Загрузка PDF). Американский совет по лазерной хирургии.
  • Список статей Google scholar от JB Pendry
  • Имперский колледж, физический факультет, группа теории конденсированных сред. Архивировано 17 июля 2011 г. на Wayback Machine
  • Видео: Лекция Джона Пендри: Наука невидимости. Архивировано 25 апреля 2009 г. на Wayback Machine. Апрель 2009 г., SlowTV
  • Исследователи из Исследовательской лаборатории ВВС США объединяют терагерцовое излучение и технологию метаматериалов для обнаружения взрывчатых веществ
  • Оптоэлектронные метаматериалы для получения субволновых изображений в среднем инфракрасном диапазоне
  • Словарь единиц измерения (A–Z) – Университет Северной Каролины в Чапел-Хилл. См. нанометр здесь.
  • Луман, Невилл К. младший, «Группа технологий микроволновых/миллиметровых волн Калифорнийского университета в Дэвисе». Калифорнийский университет в Дэвисе .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Terahertz_metamaterial&oldid=1239851118"