Терагерцовый метаматериал - Terahertz metamaterial

Часть цикла статей о
Электромагнетизм
Соленоид

А терагерцовый метаматериал это класс составных метаматериалы предназначен для взаимодействия на терагерц (ТГц) частоты. Терагерц Диапазон частот используется в материалы исследования обычно определяется от 0,1 до 10 ТГц.[примечание 1]

Этот пропускная способность также известен как терагерцовый промежуток потому что он заметно недоиспользуется.[заметка 2] Это потому, что терагерцовые волны электромагнитные волны с частоты выше чем микроволны но ниже чем инфракрасная радиация и видимый свет. Эти характеристики означают, что воздействовать на терагерцовое излучение обычным электронный комплектующие и устройства. Электронные технологии контролируют поток электроны, и хорошо разработан для микроволны и радиочастоты. Точно так же терагерцовый промежуток также граничит с оптическим или фотонные длины волн; в инфракрасный, видимый, и ультрафиолетовый диапазоны (или спектры ), где хорошо развиты линзовые технологии тоже существуют. Однако терагерцовый длина волны, или же Диапазон частот, оказывается полезным для проверки безопасности, медицинская визуализация, беспроводная связь системы, неразрушающая оценка, и химическая идентификация, а также субмиллиметровая астрономия. Наконец, как неионизирующее излучение у него нет рисков, присущих Рентгеновское обследование.[1][2][3][4]

О метаматериалах

Волны терагерцового диапазона находятся в дальнем конце инфракрасного диапазона, непосредственно перед началом микроволнового диапазона.

В настоящее время существует фундаментальный недостаток природных материалов, которые позволяют электромагнитный отклик привело к созданию новых искусственных композитных материалов, получивших название метаматериалы. В основе метаматериалов лежит структура решетки, имитирующая кристаллические структуры. Однако структура решетки этого нового материала состоит из рудиментарных элементов, намного больших, чем атомы или отдельные молекулы, но представляет собой искусственную, а не естественную структуру. Тем не менее, достигнутое взаимодействие ниже размеров волна терагерцового излучения. Кроме того, желаемые результаты основаны на резонансный частота сфабрикованных основные элементы.[5] Привлекательность и полезность проистекают из резонансного отклика, который может быть адаптирован для конкретных приложений и может управляться электрически или оптически. Или ответ может быть как пассивный материал.[6][7][8][9]

Развитие электромагнитного, искусственная решетка структурированные материалы, названные метаматериалами, привели к реализации явления что не может быть получено с натуральные материалы. Это наблюдается, например, при линза из натурального стекла, который взаимодействует со светом ( электромагнитная волна ) кажется, что это делается одной рукой, тогда как свет доставляется двумя руками. Другими словами, свет состоит из электрическое поле и магнитное поле. Взаимодействие обычный объектив, или другие природные материалы, со светом в значительной степени преобладает взаимодействие с электрическим полем (одноручное). Магнитное взаимодействие в материале линзы практически равно нулю. Это приводит к общему оптический ограничения, такие как дифракционный барьер. Более того, принципиально не хватает натуральных материалов, которые сильно взаимодействуют с магнитным полем света. Метаматериалы, синтетическая композитная структура, преодолевают это ограничение. Кроме того, выбор взаимодействий может быть изобретен и изобретен заново во время изготовления, в пределах законы физики. Следовательно, возможности взаимодействия с электромагнитный спектр, которая легкая, расширяются.[8]

Терагерцовая технология

Терагерц частоты, или субмиллиметр длины волн, которые существуют между микроволновая печь частоты и инфракрасный длины волн можно образно назвать «невостребованной территорией», где почти не существует устройств. Поскольку существуют ограничения на распространение терагерцового диапазона через атмосферу, коммерческий сектор остается не вовлеченным в такое технологическое развитие. Однако терагерцовые устройства были полезны в дистанционное зондирование и спектроскопия области. Кроме того, с помощью методов субмиллиметровых наблюдений накоплен богатый опыт. В частности, междисциплинарные исследователи, занимающиеся астрономией, химией, науки о Земле, планетология, и космическая наука, изучили термическую эмиссионные линии для разнообразного и большого ассортимента газа молекулы. Объем полученной информации особенно подходит для этой конкретной группы электромагнитное излучение. Действительно, космос наполнен терагерцовой энергией, а между тем, кажется, что почти все ее не замечают, игнорируют или просто не идентифицируют.[10]

Устройства из метаматериала терагерцового диапазона

Развитие метаматериалов охватило электромагнитный спектр до терагерц и инфракрасный частот, но пока не включает видимый свет спектр. Это потому, что, например, легче построить структуру с более крупными фундаментальными элементами, которые могут контролировать микроволны. Основные элементы для терагерцовых и инфракрасных частот постепенно масштабируются до меньших размеров. В будущем для видимого света потребуется масштабирование элементов еще меньшего размера для возможности контроля с помощью метаматериалов.[11][12][13]

Наряду с возможностью теперь взаимодействовать с терагерц частоты - это желание создать, развернуть и повсеместно интегрировать в общество приложения для терагерцовых метаматериалов. Это связано с тем, что, как объяснялось выше, компоненты и системы с терагерцовыми возможностями заполнят технологически значимую пустоту. Поскольку для этого не существует известных природных материалов, их место должны занять искусственно созданные материалы.

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

Достигнут умеренный прогресс. Устройства из метаматериала терагерцового диапазона были продемонстрированы в лаборатории как настраиваемые дальний инфракрасный фильтры, оптические переключающие модуляторы и поглотители метаматериалов. Недавнее существование источников терагерцового излучения в общем случае ТГц квантовые каскадные лазеры, ТГц лазеры с оптической накачкой, генераторы обратной волны (ЛОВ) и источники с частотным умножением. Однако технологии управления и манипулирования волнами ТГц отстают от других частотные области спектра света.[11][13][14]

Более того, исследование в технологии, которые используют ТГц частоты показывают возможности для продвинутых методы зондирования. В областях, где другие длины волн ограничены, частоты ТГц, похоже, восполнят пробел в ближайшем будущем для достижений в области безопасности, здравоохранение, биомедицина, защита, коммуникация, и контроль качества в производстве. Этот терагерцовый диапазон отличается тем, что он неинвазивен, и поэтому он не нарушает или не нарушает структуру излучаемого объекта. В то же время эта полоса частот демонстрирует такие возможности, как прохождение и визуализация содержание пластиковый контейнер, проникая в несколько миллиметры ткани кожи человека без вредных воздействий, прохождение через одежду для обнаружения скрытых предметов на персонале и обнаружение химический и биологические агенты как новый подход к борьба с терроризмом.[9] Метаматериалы терагерцового диапазона, поскольку они взаимодействуют на соответствующих частотах ТГц, кажутся одним из ответов при разработке материалов, использующих ТГц излучение.[9]

Исследователи считают, что искусственные магнитные (парамагнитные) структуры или гибридные структуры, сочетающие природные и искусственные магнитные материалы, могут играть ключевую роль в устройствах терагерцового диапазона. Некоторые устройства из метаматериала ТГц диапазона представляют собой компактные полости, адаптивная оптика и линзы, перестраиваемые зеркала, изоляторы, и конвертеры.[8][12][15]

Проблемы в этой области

Генерация электромагнитного излучения ТГц диапазона

Смотрите также: Источники терагерцового излучения

Без доступных источников терагерцового диапазона другие приложения не работают. В отличие, полупроводниковые приборы стали неотъемлемой частью повседневной жизни. Это означает, что коммерческие и научный заявки на создание соответствующих частота полосы света, соизмеримые с полупроводниковой областью применения или устройством, широко используются. Видимый и инфракрасный лазеры лежат в основе информационные технологии. Более того, на другом конце спектра микроволновые и радиочастотные излучатели обеспечивают беспроводную связь.[16]

Тем не менее, приложения для терагерцового режима, ранее определявшегося как терагерцовый интервал от 0,1 до 10 ТГц, по сравнению с ним представляют собой обедненный режим. Источники для генерации требуемых ТГц частот (или длина волны ) существуют, но другие проблемы мешают их полезности. Терагерц лазер устройства не компактны, поэтому им не хватает портативности, и их нелегко интегрировать в системы. Кроме того, низкое энергопотребление, твердое состояние Источники терагерцового диапазона отсутствуют. Кроме того, современные устройства также имеют один или несколько недостатков: низкая выходная мощность, бедные возможности настройки, и может потребовать криогенный жидкости для эксплуатации (жидкий гелий ).[16] Кроме того, отсутствие соответствующих источников ограничивает возможности в спектроскопия, дистанционное зондирование, свободная космическая связь, и медицинская визуализация.[16]

Тем временем во всем мире изучаются потенциальные возможности применения терагерцовых частот. Две недавно разработанные технологии, Терагерцовая спектроскопия во временной области и квантовые каскадные лазеры может быть частью множества платформ разработки по всему миру. Однако устройства и компоненты, необходимые для эффективного управления терагерцовым излучением, требуют гораздо большего развития, помимо того, что было сделано на сегодняшний день (2012 г.).[6][14][15][17]

Взаимодействие магнитного поля

Как вкратце упоминалось выше, материалы природного происхождения, такие как обычные линзы и стекло призмы не могут существенно взаимодействовать с магнитное поле из свет. Значительное взаимодействие (диэлектрическая проницаемость ) происходит с электрическое поле. В натуральные материалы, любой полезный магнитное взаимодействие будет сужаться в гигагерц диапазон частоты. По сравнению с взаимодействием с электрическим полем, магнитная составляющая незаметна в терагерц, инфракрасный, и видимый свет. Итак, заметный шаг произошел с изобретением практического метаматериала на микроволновых частотах,[примечание 5] потому что рудиментарные элементы метаматериалов продемонстрировали связь и индуктивный ответ к магнитному компоненту, соизмеримому с электрической связью и откликом. Это продемонстрировало наличие искусственного магнетизма,[примечание 6] и позже был применен к терагерцовым и инфракрасным электромагнитным волнам (или свету). В терагерцовом и инфракрасном диапазонах это отклик, который не был обнаружен в природе.[12][18][19]

Более того, поскольку метаматериал искусственно изготавливается на каждом этапе и этапе строительства, это дает возможность выбирать, насколько свет или терагерц электромагнитная волна, будет путешествовать по материалу и будет переданный. Этот степень выбора невозможно с обычные материалы. Управление также происходит за счет электромагнитной связи и отклика рудиментарных элементов, которые меньше длины электромагнитной волны, проходящей через собранный метаматериал.[18][19]

Электромагнитное излучение, который включает свет, несет энергия и импульс что может быть передано иметь значение с которой он взаимодействует. Излучение и материя находятся в симбиотических отношениях. Радиация не просто действует на материал, и не просто воздействует на него данным материалом; излучение взаимодействует с веществом.

Магнитное взаимодействие или индуцированная связь любого материала можно перевести в проницаемость. Проницаемость материалов природного происхождения - положительное значение. Уникальная способность метаматериалов заключается в достижении значений проницаемости меньше нуля (или отрицательных значений), которые недоступны в природе. Отрицательная проницаемость была впервые достигнута на микроволновых частотах с первыми метаматериалами. Через несколько лет была продемонстрирована отрицательная проницаемость в терагерцовом режиме.[12][20]

Материалы, которые могут пара магнитно особенно редки на терагерцовых или оптических частотах.

Опубликованные исследования, относящиеся к некоторым природные магнитные материалы утверждает, что эти материалы действительно реагируют на частоты выше микроволнового диапазона, но реакция обычно слабая и ограничивается узкой полосой частот. Это уменьшает количество возможных полезных терагерцовых устройств. Было отмечено, что реализация магнетизма на ТГц и более высоких частотах существенно повлияет на терагерцовая оптика и их приложения.[12]

Это связано с магнитным связь на атомный уровень. Этот недостаток можно преодолеть, используя метаматериалы, отражающие атомные магнитная муфта, в масштабах больших, чем атом.[12][21]

Первые метаматериалы ТГц диапазона

Первые метаматериалы терагерцового диапазона, способные достичь желаемого магнитного отклика, который включал отрицательные значения для проницаемость, мы пассивные материалы. Из-за этого «настройка» была достигнута путем изготовления нового материала с немного измененными размерами для создания нового отклика. Однако заметным достижением или практическим достижением является демонстрация манипуляции терагерцовым излучением с помощью метаматериалы.

Для первой демонстрации было изготовлено более одной структуры из метаматериала. Однако демонстрация показала диапазон от 0,6 до 1,8 терагерц. Считалось, что результаты также показывают, что эффект можно регулировать во всем терагерцовом частотном режиме, изменяя размеры структуры. Затем последовали демонстрации на частотах 6 ТГц и 100 ТГц.

При первой демонстрации масштабирование элементов и интервалы позволили добиться успеха в терагерцовом диапазоне частот. Как и в случае с метаматериалами в более низких частотных диапазонах, эти элементы были немагнитными, но проводящими элементами. Конструкция допускает резонанс, который возникает одновременно с электрическими и магнитными компонентами. И примечателен сильный магнитный отклик этих искусственно созданных материалов.

Чтобы элементы реагировали резонансом на определенных частотах, это предусмотрено специальной конструкцией элемента. Затем элементы размещаются в повторяющемся узоре, как это обычно бывает с метаматериалами. В этом случае теперь объединенные и выстроенные элементы, наряду с вниманием к интервалу, составляют плоский, прямоугольный, (планарный) структурированный метаматериал. Поскольку он был разработан для работы на терагерцовых частотах, фотолитография используется для травления элементов на подложке.[12]

Магнитные отклики и показатель преломления

Дальнейшая информация: Парамагнетизм и Резонатор с разъемным кольцом
Схема установки эллипсометрия эксперимент.

В кольцевой резонатор (SRR) - это обычный метаматериал, используемый для различных экспериментов.[6] Магнитные отклики (проницаемость ) в терагерцах частоты может быть достигнута с помощью конструкции, состоящей из немагнитный элементы, такие как медный провод SRR, которые демонстрируют различные отклики, сосредоточенные вокруг резонансной частоты. Разрезные кольцевые резонаторы демонстрируют возможность настройки в терагерцовом режиме. Кроме того, повторяющаяся структура, состоящая из составляющих материалов, следует той же стратегии усреднения электромагнитного поля, поскольку она управляет и передает терагерцовое излучение. Этот метод усреднения называется методом усреднения. эффективная средняя реакция.[12]

Эффективная проницаемость µ-эфф повышается от индуктивность колец и емкость возникает в зазорах разрезных колец. В этом терагерцовом эксперименте эллипсометрия применяется, а не волноводы. Другими словами, источник света в свободном пространстве излучает поляризованный пучок излучения который затем отражается от образца (см. изображения справа). Излучаемая поляризация предназначена, и угол поляризации известен. Затем измеряется изменение поляризации (от материала образца).[требуется разъяснение ] Учитывается информация о разности фаз (если есть) и отраженной поляризации.[12]

Локальное магнитное поле материала ячейки можно понимать как магнитный отклик. Ниже резонанса местное магнитное поле увеличивается. Этот магнитный отклик остается в фаза 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 существует приложенное извне магнитное поле. Таким образом, полная намагниченность упадет до нуля при удалении приложенного поля. Кроме того, местный магнитный отклик фактически составляет долю от общего магнитного поля. Эта доля пропорциональна напряженности поля, и это объясняет линейную зависимость. Аналогичным образом существует совокупный линейный отклик по всему материалу. Это имеет тенденцию имитировать выравнивание и вращение на атомном уровне.[12]

С увеличением частоты, которая со временем приближается к резонансу, индуцированные токи в петлеобразном проводе больше не могут успевать за приложенным полем, и местный отклик начинает отставать. Затем, по мере дальнейшего увеличения частоты, реакция индуцированного локального поля все больше запаздывает, пока она полностью не окажется в противофазе с полем возбуждения. Это приводит к тому, что магнитная проницаемость падает ниже единицы и включает значения меньше нуля. Линейный связь между индуцированным локальным полем и флуктуирующим приложенным полем в отличие от нелинейных характеристик ферромагнетизм[12]

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

Также продолжается работа по изучению применения внешнего контроля, такого как электронное переключение и полупроводниковые структуры, для управления свойствами передачи и отражения.[25][26][27][28]

Реконфигурируемые метаматериалы терагерцового диапазона

Электромагнитные метаматериалы обещают заполнить терагерцовый промежуток (0,1 - 10 ТГц). Терагерцовый разрыв вызван двумя общими недостатками. Во-первых, практически нет материалов природного происхождения для приложений, в которых использовались бы источники терагерцовой частоты. Во-вторых, это неспособность перевести успехи ЭМ метаматериалов в микроволновая печь и оптический домен, в терагерцовую область.[26][27]

Более того, большинство исследований сосредоточено на пассивные свойства искусственного периодического Передача ТГц, что определяется структурой элементов метаматериала, например, влиянием размера и формы включений, толщины металлической пленки, геометрии отверстий, периодичности и т. д. Было показано, что на резонанс также можно повлиять нанесением диэлектрического слоя на массивы металлических отверстий и легирование полупроводниковой подложки, оба из которых приводят к значительному сдвигу резонансной частоты. Однако небольшое количество работ было сосредоточено на «активном» манипулировании необычной оптической передачей, хотя это необходимо для реализации многих приложений.[25]

Отвечая на эту потребность, есть предложения по «активным метаматериалам», которые могут упреждающе контролировать пропорции компонентов передачи и отражения источника (ЭМ) излучения. Стратегии включают освещение конструкции лазерным светом, изменение внешнего статическое магнитное поле где ток не меняется, и с использованием внешнего источника напряжения смещения (контролируемого полупроводником). Эти методы открывают возможности высокочувствительной спектроскопии, генерации более мощных терагерцовых сигналов, безопасного обмена данными в терагерцовом диапазоне на малых расстояниях и еще более чувствительного обнаружения с помощью терагерцовых частот. Кроме того, это включает разработку методов более чувствительного обнаружения терагерцового диапазона и более эффективного контроля и управления терагерцовыми волнами.[26][27]

Использование технологии MEM

Комбинируя элементы из метаматериала, в частности, разъемные кольцевые резонаторы, с Микроэлектромеханические системы технология - позволила создать неплоские гибкие композиты и микромеханически активные структуры, в которых ориентацию электромагнитно резонансных элементов можно точно контролировать по отношению к падающему полю.[29]

Динамический электрический и магнитный отклик метаматериала на ТГц частотах

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

Обзор устройств терагерцового диапазона из метаматериалов

Метаматериалы терагерцового диапазона делают возможным изучение новых устройств.[31][32]

Новые конструкции усилителей

Раздел терагерц, свернутый волновод Схема лампы бегущей волны с решеткой отверстий на стенках. Изображение из Исследовательского центра Гленна НАСА.
Схема терагерцовой планарной лампы бегущей волны с заделанным в подложку метаматериалом. Изображение из Исследовательского центра Гленна НАСА

В терагерцовом диапазоне компактные усилители средней мощности отсутствуют. Это приводит к тому, что регион используется недостаточно, и отсутствие новых усилителей можно напрямую отнести к одной из причин.

Научно-исследовательская работа включала исследование, создание и проектирование легких низковолновых устройств вакуумной электроники на основе усилители на лампах бегущей волны. Это конструкции со сложенными волновод, медленноволновые схемы, в которых терагерцовая волна извивается по извилистой траектории при взаимодействии с линейным электронным пучком. Конструкции ламп бегущей волны в виде свернутого волновода работают на частотах 670, 850 и 1030 ГГц. Чтобы уменьшить ограничения мощности из-за малых размеров и высокого затухания, Роман планарные схемы также исследуются.[2]

Внутренняя работа в Исследовательском центре NASA Glenn Research Center позволила исследовал использование метаматериалы - инженерные материалы с уникальными электромагнитные свойства для увеличения мощности и эффективности терагерцового усиления в двух типах медленных волновых схем вакуумной электроники. Схема первого типа имеет геометрию свернутого волновода, в которой используются анизотропные диэлектрики и дырчатые метаматериалы, которые состоят из массивов субволновых дырок (см. Изображение справа).[33]

Второй тип схемы имеет плоскую геометрию с меандровой линией передачи для переноса электромагнитной волны и структурой из метаматериала, встроенной в подложку. Результаты расчетов с этой схемой более многообещающие. Предварительные результаты показывают, что структура метаматериала эффективна для уменьшения величины электрического поля в подложке и увеличения величины в области над меандровой линией, где она может взаимодействовать с пучком электронного слоя. Кроме того, планарную схему проще изготовить и она может обеспечивать более высокий ток. Необходима дополнительная работа для исследования других плоских геометрий, оптимизации взаимодействия электрического поля и электронного пучка и разработки геометрии фокусирующего магнита для листового пучка.[33][34]

Новые терагерцовые датчики и фазовые модуляторы

Возможность управления излучением в терагерцовом режиме требует анализа конструкций чувствительных 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] Аналогичным образом линейный фазовый сдвиг может быть выполнен с помощью устройств управления.[14] Также необходимы датчики, которые могут обнаруживать определенные опасности на поле боя. [37]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Это соответствует длины волн ниже миллиметр диапазон, в частности между 3 миллиметрами (EHF ремешок) и 0,03 миллиметра; длинноволновый край дальний инфракрасный свет.
  2. ^ В терагерцовый промежуток представляет собой набор частот в терагерцовом диапазоне (пропускной способности), где недоступные материалы препятствуют созданию компонентов и систем, которые в противном случае могли бы быть доступны повсеместно.
  3. ^ Переключение: Управление или маршрутизация сигналов в схемах для выполнения логических или арифметических операций или для передачи данных между определенными точками в сети. Примечание: переключение может выполняться электронными, оптическими или электромеханическими устройствами. Источник: из Федерального стандарта 1037С[мертвая ссылка ]
  4. ^ Управление лучом: меняет направление главная доля из диаграмма направленности. Примечание. В радиосистемах управление лучом может выполняться переключением антенных элементов или изменением относительного фазы из радиочастота излучение, приводящее в движение элементы. В оптических системах управление лучом может быть выполнено путем изменения показатель преломления среды, через которую передается луч, или с помощью зеркал или линз.Источник: из Федерального стандарта 1037С[мертвая ссылка ]
  5. ^ По сути, это было доказательство принципиальной демонстрации, которая позже широко применялась в области более высоких частот терагерцового и инфракрасного диапазонов. Видеть метаматериалы с отрицательным индексом.
  6. ^ Смотрите основную статью: Парамагнетизм

Рекомендации

  1. ^ Книффин, Габриэль (4 июня 2009 г.). «Метаматериальные приборы для терагерцового диапазона» (бесплатная загрузка PDF). Плазмоника: металлические наноструктуры и их оптические свойства Vii.. 7394: 10 стр. Также см. Указатель Представленные проекты по прикладной оптике 2009 }} и NEAR-Lab Thz измерительная установка, Государственный университет Портленда.
  2. ^ а б Форс, Дейл А. (9 декабря 2009 г.). «Усилители терагерцового диапазона» (Бесплатная загрузка PDF). НАСА Исследовательский центр Гленна.
  3. ^ Джонстон, Хэмиш (29 ноября 2006 г.). «Метаматериал перекрывает терагерцовую пропасть». Мир физики. Институт Физики.
  4. ^ Что такое субмиллиметровая астрономия?. Радиообсерватория Аризоны. 2013
  5. ^ Lim, C. S .; Hong, M. H .; Chen, Z. C .; Han, N.R .; Лукьянчук Б .; Чонг, Т. К. (26 мая 2010 г.). «Гибридный дизайн и изготовление метаматериалов для улучшения терагерцового резонансного отклика» (PDF). Оптика Экспресс. 18 (12): 12421–9. Bibcode:2010OExpr..1812421L. Дои:10.1364 / OE.18.012421. PMID  20588369.
  6. ^ а б c Ли, Юн-Шик (2008). Принципы терагерцовой науки и техники. Конспект лекций по физике. Нью-Йорк: Springer-Verlag Нью-Йорк, ООО. 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. ^ а б c d Averitt, R.D .; Padilla, W.J .; Chen, H.T .; О'Хара, Дж. Ф .; Тейлор, А. Дж .; Highstrete, C .; Ли, М .; Zide, J.MO .; Bank, S. R .; Госсард, А. С. (2007). Анвар, Мехди; Демария, Энтони Дж; Шур, Майкл С. (ред.). «Приборы из метаматериала терагерцового диапазона». Труды SPIE. Физика, устройства и системы терагерцового диапазона II. 6772: 677209. Bibcode:2007SPIE.6772E..09A. CiteSeerX  10.1.1.690.3298. Дои:10.1117/12.751613. S2CID  10056451.
  9. ^ а б c Рейнсфорд, Тамат; Сэмюэл П. Микан; Д. Эбботт (2005). Аль-Сарави, Саид Ф (ред.). «Приложения для измерения T-лучей: обзор мировых событий» (PDF). Труды SPIE. Интеллектуальные структуры, устройства и системы II. 5649: 826–837. Bibcode:2005SPIE.5649..826R. Дои:10.1117/12.607746. S2CID  14374107. Архивировано из оригинал (PDF) на 2011-07-06. Получено 2009-09-18.
  10. ^ Сигел, Питер Х. (март 2002 г.). «Терагерцовая техника» (Процитировано 532. Доступна бесплатная загрузка в формате PDF.). Протоколы IEEE по теории и методам микроволнового излучения. 50 (3): 910–928. Bibcode:2002ITMTT..50..910S. Дои:10.1109/22.989974.
  11. ^ а б c Чен, Хоу-Тонг; и другие. (30.11.2006). «Активные терагерцовые приборы из метаматериалов» (Загрузка PDF недоступна. Только для учетной записи с подпиской.). Природа. 444 (7119): 597–600. Bibcode:2006Натура 444..597С. Дои:10.1038 / природа05343. PMID  17136089. S2CID  2515680.
  12. ^ а б c d е ж грамм час я j k Yen, T. J .; и другие. (2004). «Магнитный отклик терагерцового диапазона от искусственных материалов». Наука. 303 (5663): 1494–1496. Bibcode:2004Научный ... 303.1494Y. Дои:10.1126 / science.1094025. PMID  15001772. S2CID  14262927.
  13. ^ а б c Чен, Хоу-Тонг (март 2008 г.). «Электромагнитные метаматериалы для терагерцовых приложений» (PDF). Терагерцовые науки и технологии. 01 (1): 42.
  14. ^ а б c d Чен, Хоу-Тонг; и другие. (2009-02-22). «Твердотельный фазовый модулятор терагерцового диапазона из метаматериалов» (PDF). Природа Фотоника. 3 (3): 148–151. Bibcode:2009НаФо ... 3..148С. CiteSeerX  10.1.1.423.5531. Дои:10.1038 / nphoton.2009.3. OSTI  960853. Архивировано из оригинал (PDF) 29 июня 2010 г.
  15. ^ а б c Линден, Стефан; Кристиан Энкрич; Мартин Вегенер; Цзянфэн Чжоу; Томас Кошный; Костас М. Сукулис (19 ноября 2004 г.). «Магнитный отклик метаматериалов на частоте 100 терагерц». Наука. 306 (5700): 1351–1353. Bibcode:2004Научный ... 306.1351Л. Дои:10.1126 / science.1105371. PMID  15550664. S2CID  23557190.
  16. ^ а б c Келер, Рюдегер; Тредикуччи, А; Beltram, F; Beere, HE; Linfield, EH; Дэвис, АГ; Ричи, Округ Колумбия; Iotti, RC; Росси, Ф (9 мая 2002 г.). Терагерцовый лазер на полупроводниковой гетероструктуре. Природа. 417. С. 156–9. Bibcode:2002Натура 417..156К. Дои:10.1038 / 417156a. ISBN  9780750309240. PMID  12000955. S2CID  4422664.
  17. ^ Pendry, J.B .; Holden, A.J .; Роббинс, Д.Дж .; Стюарт, W.J. (1999). «Магнетизм из проводников и усиленные нелинейные явления». Теория и методы микроволнового излучения. 47 (11): 2075–2084. Bibcode:1999ITMTT..47.2075P. CiteSeerX  10.1.1.564.7060. Дои:10.1109/22.798002.
  18. ^ а б Smith, D. R .; Падилла, Вилли; Vier, D .; Nemat-Nasser, S .; Шульц, С. (2000). «Композитная среда с одновременно отрицательной проницаемостью и диэлектрической проницаемостью» (PDF). Письма с физическими проверками. 84 (18): 4184–7. Bibcode:2000ПхРвЛ..84.4184С. Дои:10.1103 / PhysRevLett.84.4184. PMID  10990641. Архивировано из оригинал (PDF) 18 июня 2010 г.
  19. ^ а б Shelby, R.A .; Смит Д. Р.; Шульц С. (2001). «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. PMID  11292865. S2CID  9321456.
  20. ^ «Волновые аспекты света». Британская энциклопедия.
  21. ^ Шалев Владимир Михайлович (Январь 2007 г.). «Оптические метаматериалы с отрицательным показателем преломления» (Эта статья представляет собой обзор метаматериалов до января 2007 г.). Природа Фотоника. 1 (1): 41–48. Bibcode:2007НаФо ... 1 ... 41S. Дои:10.1038 / nphoton.2006.49. S2CID  170678.
  22. ^ Чжан, Шуанг; Фан, Вэньцзюнь; Минхас, Б.; Фрауэнгласс, Эндрю; Malloy, K .; Брюк, С. (26 января 2005 г.). «Резонансные магнитные наноструктуры в среднем инфракрасном диапазоне, демонстрирующие отрицательную проницаемость». Phys. Rev. Lett. (цитируется 117) | формат = требует | url = (помощь). 94 (3): 037402 (2005) [4 страницы]. Bibcode:2005PhRvL..94c7402Z. Дои:10.1103 / PhysRevLett.94.037402. PMID  15698321.
  23. ^ Шалаев, В. М .; и другие. (2005-12-15). «Отрицательный показатель преломления в оптических метаматериалах» (PDF). Письма об оптике. 30 (24): 3356–8. arXiv:физика / 0504091. Bibcode:2005OptL ... 30.3356S. Дои:10.1364 / OL.30.003356. PMID  16389830. S2CID  14917741.
  24. ^ Ривас, Х. Гомес; и другие. (21 ноября 2003 г.). «Повышенное пропускание ТГц излучения через субволновые дыры». Phys. Ред. B. 68 (20): 201306 (R) (2003) [4 страницы]. Bibcode:2003ПхРвБ..68т1306Г. Дои:10.1103 / PhysRevB.68.201306.
  25. ^ а б Чен, Хоу-Тонг; Лу, Хун; Azad, Abul K .; Averitt, Ричард Д .; Госсард, Артур С .; Тругман, Стюарт А .; О'Хара, Джон Ф .; Тейлор, Антуанетта Дж. (12 мая 2008 г.). "Электронное управление сверхмощной передачей терагерцового диапазона через массивы металлических отверстий субволновой длины". Оптика Экспресс. 16 (11): 7641–7648. arXiv:0804.2942. Bibcode:2008OExpr..16.7641C. Дои:10.1364 / OE.16.007641. PMID  18545471. S2CID  43183531.
  26. ^ а б c Чен, Хоу-Тонг; Палит, Сабарни; Тайлер, Талмэйдж; Bingham, Christopher M .; Зиде, Джошуа М. О .; О'Хара, Джон Ф .; Смит, Дэвид Р .; Госсард, Артур С .; Averitt, Ричард Д .; и другие. (04.09.2008). «Гибридные метаматериалы обеспечивают быструю электрическую модуляцию свободно распространяющихся терагерцовых волн» (PDF). Письма по прикладной физике. 93 (9): 091117 (2008). Bibcode:2008ApPhL..93i1117C. Дои:10.1063/1.2978071. Архивировано из оригинал (PDF) на 2011-06-05.
  27. ^ а б c Пол, Оливер; Imhof, C .; Lägel, B .; Wolff, S .; Heinrich, J .; Höfling, S .; Forchel, A .; Zengerle, R .; Бейган, Рене; и другие. (2009-09-19). «Поляризационно-независимый активный метаматериал для высокочастотной терагерцовой модуляции» (PDF). Оптика Экспресс. 17 (2): 819–827. Bibcode:2009OExpr..17..819P. Дои:10.1364 / OE.17.000819. PMID  19158896.
  28. ^ Ху, Дао; и другие. (2009-10-02). «Реконфигурируемые терагерцовые метаматериалы» (PDF). Письма с физическими проверками. 103 (14): 147401 (2009). Bibcode:2009ПхРвЛ.103н7401Т. Дои:10.1103 / PhysRevLett.103.147401. PMID  19905602. Архивировано из оригинал (Две бесплатные загрузки в формате PDF.) 29 июня 2010 г.
  29. ^ Tao, H .; и другие. (2009-09-02). Штокман, Марк I (ред.). «Гибкие и реконфигурируемые метаматериалы терагерцового диапазона». Труды SPIE (Название конференции: Плазмоника: металлические наноструктуры и их оптические свойства. VII) | формат = требует | url = (помощь). Плазмоника: металлические наноструктуры и их оптические свойства VII. 7394: 73940D. Bibcode:2009SPIE.7394E..0DT. Дои:10.1117/12.826249. S2CID  122963672.
  30. ^ Padilla WJ, et al. (13 марта 2006 г.). «Динамический электрический и магнитный отклик метаматериала на терагерцовых частотах» (PDF). Письма с физическими проверками. 96 (10): 107401–1. Bibcode:2006PhRvL..96j7401P. Дои:10.1103 / PhysRevLett.96.107401. PMID  16605787. S2CID  18784987.
  31. ^ Withayachumnankul1, Withawat; Д. Эбботт (Декабрь 2008 г.). Аль-Сарави, Саид Ф; Варадан, Виджай К.; Вест, Нил; Калантар-Заде, Курош (ред.). «Обзор устройств терагерцового диапазона из метаматериалов» (PDF). Труды SPIE. Интеллектуальные структуры, устройства и системы IV. 7268: 7268–1Z. Bibcode:2008SPIE.7268E..1ZW. Дои:10.1117/12.823538. S2CID  36844031.
  32. ^ Пендри, Джон Б.; Дэвид Р. Смит (Июнь 2004 г.). «Реверсивный свет: отрицательное преломление» (PDF). Физика сегодня. 57 (6): 37–44. Bibcode:2004ФТ .... 57ф..37П. Дои:10.1063/1.1784272. Архивировано из оригинал (PDF) на 2017-08-09. Получено 2019-05-10. Альтернативная копия здесь.
  33. ^ а б Уилсон, Джеффри Д .; Vaden, Karl R .; Шевалье, Кристин Т. и Кори, Кэрол Л. (31 октября 2008 г.). «Конструкция усилителя терагерцового диапазона улучшена с использованием метаматериала». Исследовательский центр Гленна НАСА. Архивировано из оригинал (Страница обзора) 7 апреля 2009 г.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  34. ^ В этом разделе используются материалы НАСА, являющиеся общественным достоянием. Служба технических отчетов Эта статья включаетматериалы общественного достояния с веб-сайтов или документов Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства.
  35. ^ Klatt, G .; и другие. (2009-03-12). «Быстрое и точное считывание показаний терагерцового датчика за счет высокоскоростной асинхронной оптической выборки» (PDF). Письма об электронике. 45 (6): 310–311. Дои:10.1049 / эл.2009.3249.
  36. ^ Driscoll, T .; Андреев, Г. О .; Басов, Д. Н .; Палит, С .; Cho, S. Y .; Jokerst, N.M .; Смит, Д. Р. (2007-08-07). «Настроенная проницаемость терагерцовых кольцевых резонаторов для приборов и датчиков» (PDF). Appl. Phys. Латыш. 91 (6): 062511. Bibcode:2007АпФЛ..91ф2511Д. Дои:10.1063/1.2768300.
  37. ^ Casse BD, et al. «Новые инфракрасные датчики с использованием микро- и нано-электромагнитных метаматериалов» (PDF). Сингапурский синхротронный источник света.

Общие ссылки

внешняя ссылка