Сергей Третьяков (ученый) - Sergei Tretyakov (scientist)

Сергей Третьяков
Сергей Третьяков
Родился1956
Ленинград, Советский Союз
Национальностьрусский, Финский
Альма-матер
Известен
НаградыПочетный доктор из Гомельский государственный университет им. Франциска Скорины
Научная карьера
ПоляЭлектротехника, Физика
Учреждения
ДокторантКонторович М.И.
Другие научные консультантыРозов В. А.
Интернет сайтпользователи.aalto.fi/ ~ Сергей/, мета.aalto.fi
Фотография экспериментального широкополосного электромагнитного плаща, произведенного в группе Сергея Третьякова. Внутренний металлический цилиндр закрыт внешними металлическими пластинами.

Сергей Анатольевич Третьяков (Русский: Серге́й Анато́льевич Третьяко́в, IPA:[sʲɪrˈɡʲej ɐnɐˈtolʲjɪvʲɪtɕ trʲetʲæˈkof] (Об этом звукеСлушать)) (родился в 1956 г.) - российско-финский ученый, специализирующийся в области теории электромагнитного поля, электромагнетизма сложных сред и микроволновой техники. В настоящее время он профессор Кафедра электроники и наноинженерии, Университет Аалто (бывший Хельсинкский технологический университет ), Финляндия.[1][2][3] Его основная область исследований в последние годы - метаматериалы и метаповерхности от основ до приложений. Он был президентом Европейский виртуальный институт искусственных электромагнитных материалов и метаматериалов («Метаморфоза VI») и генеральный председатель Конгресса по метаматериалам с 2007 по 2013 год. Он является научным сотрудником / членом многих научных ассоциаций, таких как IEEE, URSI, Академия электромагнетизма, и OSA. Он также Почетный доктор из Гомельский государственный университет им. Франциска Скорины.[4]

Образование

Сергей Третьяков получил Степень инженера и Кандидат наук (PhD) в радиофизика от Ленинградский политехнический институт, СССР в 1980 и 1987 годах соответственно. В 1994 г. он получил Диплом доцент посредством Министерство образования из Российская Федерация и в следующем году он получил Степень доктора наук от Санкт-Петербургский государственный технический университет, Россия. Третьяков получил Диплом профессора в 1997 г. Министерство образования, Россия.

Карьера

Профессиональную карьеру Сергея Третьякова начал в 1980 году на радиофизическом факультете МГУ. Ленинградский политехнический институт, где он был инженером и младший научный сотрудник до 1986 г. В 1986 г. был переведен на должность доцент а в 1989 г. на должность доцент В октябре 1988 г. Третьяков совершил 10-месячный исследовательский визит в г. Хельсинкский технологический университет (с 2010 г. Университет Аалто ) в соответствии с программой обмена между министерствами образования Финляндии и Советского Союза.[5] В течение следующих 8 лет Третьяков работал в Лаборатории электромагнетизма Хельсинкский технологический университет где он работал с Исмо Линделл и Ари Сихвола и Санкт-Петербургский государственный технический университет где он работал с Константин Симовски. Третьяков посетил CEA Cesta (Французская комиссия по альтернативным источникам энергии и атомной энергии исследовательский центр), также связанный с Лабораторией взаимодействия волн с материалом в г. Университет Бордо, в течение 6 месяцев 1994 года в качестве приглашенного ученого. В 1996 году его повысили до полный профессор положение в Санкт-Петербургский государственный технический университет, где он также стал директором Лаборатории электромагнетизма сложных сред. С января 1999 г. по июль 2000 г. Третьяков был приглашенным профессором в Лаборатории электромагнетизма Хельсинкский технологический университет а в августе 2000 г. он переехал в Хельсинкский технологический университет как полный профессор радиотехники. Позже в качестве приглашенного профессора он посетил Центр фотоники Аббе в Йенский университет Фридриха Шиллера, Германия в июне - июле 2013 г., а Кафедра фотоники в Технический университет Дании за январь - апрель 2013г. подготовил 13 докторов наук.

Исследование

Третьяков является автором или соавтором более 280 работ в реферируемые журналы, 5 книг и 17 книжных глав.[2][6] Научная карьера Третьякова началась с его дипломная работа под руководством проф. В.А. Розов.[5] Диссертация была посвящена проблеме дифракции на краю плотных плоских массивов металлических проволок.[7][8] что сейчас называется метаповерхности или двухмерный метаматериалы. В течение докторантура Третьяков работал над анизотропными слоистыми структурами на основе феррита под руководством проф. М.И. Конторович.[9] Первый исследовательский визит в Хельсинкский технологический университет глубоко повлияла на его исследовательский интерес, сместив его в сторону нового и очень многообещающего направления сложных электромагнитных материалов (теперь называемых метаматериалы ). С этого времени Третьяков активно работает в этом направлении исследований, основные работы которого перечислены ниже.

Электромагнетизм хиральных и общих бианизотропных сред

Третьяков внес важный вклад в исследование бианизотропные среды.[10][11] Вместе с соавторами он разработал общую теорию взаимодействия электромагнитных волн с бианизотропные материалы и слои. Более того, Третьяков предложил и экспериментально охарактеризовал первые невзаимные бианизотропный рассеиватели двух типов: так называемые рассеиватели Tellegen[12] (названный в честь Бернар Д. Х. Теллеген кто предложил гиратор как элемент схемы с эквивалентным электромагнитным откликом) и искусственный "движущийся" рассеиватель[13] (композит на основе таких рассеивателей имитирует отклик действительно движущейся среды). В 1997 году Третьяков и его коллеги продемонстрировали, что киральные эффекты (оптическое вращение и круговой дихроизм ) может быть получен даже с бесконечно тонким композитным слоем без нарушения зеркальной симметрии.[14] Этот эффект впоследствии был назван плоская хиральность и независимо обнаружен командой Николай Иванович Желудев в 2003 г.[15]

Хиральная нигилильность и отрицательный показатель преломления

Возможность наличия среда с обратной волной, где электромагнитные волны распространяются антипараллельно фаза и группа скоростей, было предложено несколькими учеными на протяжении двадцатого века: Артур Шустер,[16][17] Гораций Лэмб,[18] Леонид Мандельштам,[19] Виктор Веселаго,[20] и другие. Однако из-за отсутствия в природе материалов с такими свойствами широкий интерес к обратноволновым средам возник только в начале 2000-х годов, когда коллектив Дэвид Р. Смит экспериментально продемонстрировано сначала метаматериал с отрицательным индексом.[21] В 2003 году Третьяков и его коллеги предложили альтернативный способ получения обратных волн с помощью бианизотропного хиральный материалы.[22][23] В этом случае не требуется проектировать отрицательную диэлектрическую проницаемость и магнитную проницаемость, вместо этого нужно просто обеспечить надлежащий хиральный отклик материала. В крайнем случае так называемой киральной нигилильности (когда как относительная диэлектрическая проницаемость, так и проницаемость намного меньше, чем параметр хиральности ) две собственные волны представляют «вперед» и «назад» циркулярно поляризованный волны с равными фазовыми скоростями. Существование обратных волн в киральных средах было независимо предположено Джон Пендри в 2004 г.[24]

Широкополосная маскировка цилиндрических объектов

Вдохновленный идеей трансформационная оптика на основании электромагнитная маскировка Группа Третьякова разработала альтернативную реализацию того же эффекта для цилиндрических объектов.[25] В отличие от предыдущих разработок, маскировочное устройство Третьякова экспонатов значительно увеличено. пропускная способность и меньшее количество потерь на рассеивание.[26] К тому же не требует использования экзотических метаматериалы с градиентной диэлектрической проницаемостью и проницаемостью, но вместо этого основан на проводящих пластинах с простой геометрией.

Сильная пространственная дисперсия в проводных средах

В 2003 году группа Третьякова продемонстрировала, что плотный массив металлических проводов (проволока средняя ), как правило, демонстрирует сильный нелокальный отклик (пространственная дисперсия ), т.е.не могут быть описаны обычными материальными параметрами, такими как диэлектрическая проницаемость.[27] Свойство сильного пространственная дисперсия позволяет использовать проводную среду для субволновая визуализация и передача изображений на большие расстояния.[28]

Суперлинзирование

Концепция суперлинза, представлен Джон Пендри в 2000 году как продолжение работы, проделанной Виктор Веселаго, показала теоретическую возможность достижения оптического разрешения значительно ниже длины волны. В 2003 году Станислав Масловский и Сергей Третьяков показали, что альтернативу устройству Пендри можно построить с использованием слоев, которые накладывают необходимые граничные условия в двух параллельных плоскостях в свободном пространстве.[29] Позже, в 2004 году, Третьяков с соавторами исследовали необходимые электромагнитные свойства слоев и подтвердили эффект экспериментами.[30]

Основные параметры метаматериалов

По определению, метаматериалы реализуются в виде решеток, периодичность которых предполагается много меньшей длины волны. Однако важно, чтобы периодичность, хотя и мала, не могла быть пренебрежимо мала по отношению к длине волны. По этой причине, если формально ввести определяющие параметры для такого режима, они не будут измеряемыми функциями отклика, и будет невозможно использовать их для образца других размеров или для образца, возбужденного другим способом. Другими словами, такие формально введенные материальные параметры не могут удовлетворять условиям локальности. В 2007 году Третьяков и его коллеги объяснили физический смысл рассчитанных параметров материала, отличный от смысла локальных определяющих параметров.[31]

Поверхности с высоким импедансом и метаповерхности

Поверхности с высоким импедансом (HIS), также известные как искусственные магнитные проводники (AMC), представляют собой искусственные структуры, созданные путем нанесения специальных текстур на проводящую поверхность. В узкой полосе частот эти структуры имеют очень высокие сопротивления, которые могут использоваться в качестве заземляющих поверхностей для новых низкопрофильных антенн и других электромагнитных структур. В 2008 году Третьяков и его коллеги разработали аналитические формулы для расчета импеданса сетки электрически плотных массивов полос и квадратных участков и их приложений для HIS.[32] Третьяков также внес важный вклад в выяснение роли пространственной дисперсии в структуре гриба в 2009 году. Эта работа продемонстрировала, что при некоторых условиях пространственная дисперсия подавляется.[33] Совсем недавно он работал над моделированием и применением тонких композитных слоев с заданными электромагнитными свойствами (метаповерхности ), в частности, разработка подходов к полному управлению отраженными и прошедшими волнами.

Награды и признание

«Электромагнетизм бианизотропных материалов: теория и приложения».[11]

Важные монографии

  • «Аналитическое моделирование в прикладной электромагнетике»[37]
  • «Электромагнетизм бианизотропных материалов: теория и приложения»[11]
  • «Современная теория электромагнитного рассеяния с приложениями»[38]
  • «Электромагнитные волны в хиральных и биизотропных средах»[10]

использованная литература

  1. ^ "Народ Аалто". people.aalto.fi. Получено 2018-04-04.
  2. ^ а б "Домашняя страница профессора Сергея Третьякова, факультет радиологии и инженерии Университета Аалто". users.aalto.fi. Получено 2018-03-11.
  3. ^ «Теоретическая и прикладная электромагнетизм сложных сред». meta.aalto.fi. Получено 2018-04-04.
  4. ^ а б "Список почетных докторов Гомельского государственного университета имени Франциска Скорины" (PDF).
  5. ^ а б Третьяков, Сергей (лето 2017). «Электромагнетизм и метаматериалы сложных сред». Журнал оптики. 19 (8): 084006. Дои:10.1088 / 2040-8986 / aa7956.
  6. ^ «Пленарные докладчики». congress2015.metamorphose-vi.org. Получено 2018-03-11.
  7. ^ Розов, В.А .; Третьяков, С.А. (1981). «Дифракция плоских электромагнитных волн на полубесконечной сетке параллельных проводников». Радиотехника и электронная физика. 26: 6–15.
  8. ^ Розов, В.А .; Третьяков, С.А. (1984). «Дифракция плоских электромагнитных волн на полубесконечной сетке из параллельных проводников, расположенных под углом к ​​краю сетки». Радиотехника и электронная физика. 29: 37–47.
  9. ^ Конторович, М.И.; Третьяков, С.А. (1987). «Новый подход к решению задач магнитостатики для анизотропных слоистых структур». Журнал Технической Физики. 57: 1429–1431.
  10. ^ а б Lindell, Ismo V .; Sihvola, Ari H .; Третьяков, Сергей А .; Виитанен, А.Дж. (1994). Электромагнитные волны в хиральных и биизотропных средах. Бостон: Artech House. п. 332. ISBN  9780890066843.
  11. ^ а б c Сердюков, А .; Семченко, И .; Третьяков, С .; Сихвола, А. (2001). Электромагнетизм бианизотропных материалов: теория и приложения. Амстердам: Гордон и наука о нарушениях. п. 337. ISBN  978-9056993276. OCLC  870578996.
  12. ^ Третьяков, С.А. (2003). «Искусственные частицы теллегена». Электромагнетизм. 23 (8): 665–680. Дои:10.1080/02726340390244789.
  13. ^ Третьяков, С.А. (1998). «Невзаимный композит с материальными отношениями прозрачной поглощающей границы». Письма о микроволновых и оптических технологиях. 19 (5): 365–368. Дои:10.1002 / (SICI) 1098-2760 (19981205) 19: 5 <365 :: AID-MOP16> 3.0.CO; 2- #.
  14. ^ Сочава, А. А .; Simovski, C.R .; Третьяков, С.А. (1997). Достижения в сложных электромагнитных материалах. Серия НАТО ASI. Спрингер, Дордрехт. С. 85–102. Дои:10.1007/978-94-011-5734-6_7. ISBN  9789401064187.
  15. ^ Папакостас, А .; Potts, A .; Bagnall, D. M .; Просвирнин, С.Л .; Coles, H.J .; Желудев, Н. И. (14.03.2003). «Оптические проявления планарной хиральности» (PDF). Письма с физическими проверками. 90 (10): 107404. Bibcode:2003PhRvL..90j7404P. Дои:10.1103 / PhysRevLett.90.107404. PMID  12689032.
  16. ^ Шустер, А. (1904). Введение в теорию оптики. Лондон: Эдвард Арнольд.
  17. ^ Boardman, A.D .; King, N .; Веласко, Л. (2006). «Отрицательное преломление в перспективе». Электромагнетизм. 25 (5): 365–389. arXiv:cond-mat / 0508501. Дои:10.1080/02726340590957371.
  18. ^ Шалаев Владимир М. «Лекция» Оптические метаматериалы."" (PDF).
  19. ^ Мандельштам, Л. (1945). «Групповая скорость в кристаллической решетке» (PDF). Журнал экспериментальной и теоретической физики. 15: 18.
  20. ^ Веселаго, Виктор Г (1968). «Электродинамика веществ с одновременно отрицательными значениями ε и μ». Успехи советской физики.. 10 (4): 509–514. Bibcode:1968СвФУ..10..509В. Дои:10.1070 / pu1968v010n04abeh003699.
  21. ^ Shelby, R.A .; Smith, D. R .; Шульц, С. (2001-04-06). «Экспериментальная проверка отрицательного показателя преломления». Наука. 292 (5514): 77–79. Bibcode:2001Наука ... 292 ... 77С. CiteSeerX  10.1.1.119.1617. Дои:10.1126 / science.1058847. ISSN  0036-8075. PMID  11292865.
  22. ^ Третьяков, С.А .; Нефедов И.С .; Sihvola, A .; Масловский, С .; Симовски, К. (2003). «Волны и энергия в киральной ничтожественности». Журнал электромагнитных волн и приложений. 17 (5): 695–706. Дои:10.1002 / (SICI) 1098-2760 (19981205) 19: 5 <365 :: AID-MOP16> 3.0.CO; 2- #.
  23. ^ Третьяков, С.А. (2004). "Новостная заметка об отрицательном преломлении в хиральных средах" (PDF).
  24. ^ Пендри, Дж. Б. (2004-11-19). «Хиральный путь к отрицательному преломлению». Наука. 306 (5700): 1353–1355. Bibcode:2004Научный ... 306.1353П. Дои:10.1126 / science.1104467. ISSN  0036-8075. PMID  15550665.
  25. ^ Третьяков, Сергей; Алитало, Пекка; Луукконен, Олли; Симовски, Константин (2009). «Широкополосная электромагнитная маскировка длинных цилиндрических объектов». Письма с физическими проверками. 103 (10): 103905. Bibcode:2009PhRvL.103j3905T. Дои:10.1103 / Physrevlett.103.103905. PMID  19792314.
  26. ^ «Широкополосная невидимость в микроволновом диапазоне». Получено 2018-03-13.
  27. ^ Белов, П. А .; Marqués, R .; Масловский, С. И .; Нефедов, И. С .; Silveirinha, M .; Simovski, C.R .; Третьяков, С.А. (25.03.2003). «Сильная пространственная дисперсия в проволочных средах в пределе очень больших длин волн». Физический обзор B. 67 (11): 113103. arXiv:cond-mat / 0211204. Bibcode:2003ПхРвБ..67к3103Б. Дои:10.1103 / PhysRevB.67.113103.
  28. ^ Белов, Павел А .; Чжао, Ян; Це, Симон; Иконен, Пекка; Silveirinha, Mário G .; Симовски, Константин Р .; Третьяков, Сергей; Хао, Ян; Парини, Клайв (16 мая 2008 г.). «Передача изображений с субволновым разрешением на расстояния в несколько длин волн в микроволновом диапазоне». Физический обзор B. 77 (19): 193108. Bibcode:2008ПхРвБ..77с3108Б. Дои:10.1103 / PhysRevB.77.193108.
  29. ^ Масловский, Станислав; Третьяков, Сергей (2003). «Фазовое сопряжение и идеальное линзирование». Журнал прикладной физики. 94 (7): 4241–4243. Дои:10.1063/1.1604935.
  30. ^ Масловский, Станислав; Третьяков, Сергей; Алитало, Пекка (2004). «Усиление ближнего поля и отображение в двойных планарных поляритонно-резонансных структурах». Журнал прикладной физики. 96 (3): 1293–1300. arXiv:физика / 0311089. Дои:10.1063/1.1765865.
  31. ^ Симовски, Константин Р .; Третьяков, Сергей А. (2007-05-14). «Локальные определяющие параметры метаматериалов с точки зрения эффективной среды». Физический обзор B. 75 (19): 195111. Bibcode:2007ПхРвБ..75с5111С. Дои:10.1103 / PhysRevB.75.195111.
  32. ^ Luukkonen, O .; Симовски, Ц .; Granet, G .; Goussetis, G .; Любченко, Д .; Raisanen, A. V .; Третьяков, С.А. (июнь 2008 г.). «Простая и точная аналитическая модель плоских решеток и высокоомных поверхностей, состоящих из металлических полос или пятен». Транзакции IEEE по антеннам и распространению. 56 (6): 1624–1632. arXiv:0705.3548. Bibcode:2008ITAP ... 56.1624L. Дои:10.1109 / TAP.2008.923327. ISSN  0018-926X.
  33. ^ Luukkonen, O .; Silveirinha, M. G .; Яковлев, А.Б .; Simovski, C.R .; Нефедов, И. С .; Третьяков, С.А. (ноябрь 2009 г.). «Влияние пространственной дисперсии на отражение от поверхностей с искусственным импедансом грибовидного типа». Протоколы IEEE по теории и методам микроволнового излучения. 57 (11): 2692–2699. arXiv:0812.1658. Bibcode:2009ITMTT..57.2692L. Дои:10.1109 / TMTT.2009.2032458. ISSN  0018-9480.
  34. ^ «Сергей Третьяков - Премии - Университет Аалто». research.aalto.fi. Получено 2018-04-04.
  35. ^ «Оптическое общество объявляет о выпуске старших членов на 2015 год». Получено 2018-04-04.
  36. ^ «Членство в Финской академии технических наук - исследовательская и художественная деятельность Университета Аалто, публикации и результаты, контакты с исследователями., Университет Аалто». research.aalto.fi. Получено 2018-04-04.
  37. ^ Третьяков, Сергей (2003). Аналитическое моделирование в прикладной электромагнетизме. Бостон: Artech House. п. 284. ISBN  9781580533676.
  38. ^ Осипов, Андрей В .; Третьяков, Сергей А. (2017-04-17). «Современная теория электромагнитного рассеяния с приложениями». Wiley.com. Получено 2018-03-13.