Расчет электродинамических характеристик метаплёнки. Экспериментально-аналитический подход / Calculations of electrodynamic characteristics of the metafilms: а combination of experimental and analytical approaches

Белокопытов Г. В. / Belokopytov, G. V.
Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова / RUS Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова
Боголюбов А. Н. / Bogolubov, A. N.
Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова / RUS Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова
Домбровская Ж. О. / Dombrovskayaa, Zh.O.
Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова / RUS Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова
Терехов Ю. Е. / Terekhov, Yu.E.
Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова / RUS Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1501-005011

Белокопытов Г. В., Боголюбов А. Н., Домбровская Ж. О., Терехов Ю. Е. Расчет электродинамических характеристик метаплёнки. Экспериментально-аналитический подход // Физические основы приборостроения. 2015. Т. 4. № 1(14). С. 5–11.
Belokopytov, G. V., Bogolubov, A. N., Dombrovskayaa, Zh.O., Terekhov, Yu.E. Calculations of electrodynamic characteristics of the metafilms: а combination of experimental and analytical approaches // Physical Bases of Instrumentation. 2015. Vol. 4. No. 1(14). P. 5–11.

Аннотация: Рассмотрены прямая и обратная задачи определения характеристик метаплёнок (двумерных периодических массивов субволновых частиц). Разработан алгоритм, позволяющий для достаточно широкого класса структур рассчитать коэффициенты прохождения и отражения метаплёнки для различных углов падения и периодов решетки. В качестве иллюстрации приводятся два примера решения «частной» обратной задачи, в которой падающая, прошедшая и отраженная волны поляризованы одинаково.

Abstract: Direct and inverse problems of a definition of characteristics for metafilms (two-dimensional periodic arrays of subwave particles) are considered. The algorithm, which permits to calculate transmission and reflection coefficients of the metafilm in rather wide class of structures for various angles of incidence and lattice periods, is developed. Two examples of the solution of a «private» inverse problem, in which incident, transmitted and reflected waves are polarized equally, are given as an illustration.

Ключевые слова: метаплёнки, обратная задача, metamaterials, metafilms, метаплёнки

Литература / References
  1. Smith, D.R., Padilla, W.J., Vier, D.C. et al. Composite Medium with Simultaneously Negative Permeability and Permittivity // Physical Review Letters. 2000. Vol. 84. P. 4184-4187.
  2. Gokkavas, M., Guven, K., Bulu, I. et al. Experimental Demonstration of a Lefthanded Metamaterial Operating at 100 GHz // Physical Review B. 2006. Vol. 73. 193103.
  3. Enkrich, C., Wegener, M., Linden, S. et al. Magnetic Metamaterials at Telecommunicative and Visible Frequencies // Physical Review Letters. 2005. Vol. 95. 203901.
  4. Свешников А. Г., Ильинский А. С. Задачи проектирования в электродинамике // ДАН СССР. 1972. Вып. 204. С. 1077-1080.
  5. Rockstuhl, C., Zentgraf, T., Guo, H. et al. Resonances of Split-Ring Resonator Metamaterials in the Near Infrared // Applied Physics B. 2006. No. 84. P. 219-227.
  6. Klein, M. W., Enkreich, C., Wegener, M. et al. Single-Slit Split-Ring Resonators at Optical Frequencies: Limits of Size Scaling // Optics Express. 2006. Vol. 31. P. 1259-1261.
  7. Busch K., König M., Niegemann J. Discontinuous Galerkin Methods in Nanophotonics// Laser Photonics Reviews. 2011. No. 5. P. 773.
  8. Kuester, E.F., Mohamed, M.A., Piket-Ma, M. And Holloway, C.L. Averaged Transition Conditions for Electromagnetic Fields at a Metafilm // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2003. Vol. 51. P. 2641-2651.
  9. Holloway, C.L., Mohamed, M.A., Kuester, E.F., and Dienstfrey, A. Reflection and Transmission Properties of a Metafilm: with an Application to a Controllable Surface Composed of Resonant Particles // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. 2005. Vol. 47. P. 853-865.
  10. Busch, K., Von Freymann, G., Linden, S. et al. Periodic Nanostructures for Photonics // Physics Reports. 2007. Vol. 444. P. 101-202.
  11. Ландау Л. Д., Лившиц Е. М. «Электродинамика сплошных сред». Наука, М.: Главная редакция физ. -мат. литературы, 1992.
  12. Jackson, J.D. Classical Electrodynamics. John Wiley & Sons, Inc. 1999.
  13. Терехов Ю. Е., Журавлев А. В., Белокопытов Г. В. Матрица поляризуемости П-образных металлических нанорезонаторов // Вест. Моск. Ун-та. Сер. 3. Физ. Астрон. 2011. С. 47-51.
  14. Belokopytov, G.V., Zhuravlev, A.V., and Terekhov, Y.E. Transmission of an Electromagnetic Wave Through a Bianisotropic Metafilm // Physics of Wave Phenomena. 2011. Vol. 19. P. 280-286.
  15. Idemen, M. Universal Boundary Relations of the Electromagnetic Field // J. Phys. Soc. Japan. 1990. Vol. 59. No. 1. P. 71-80.
  16. Karamanos, T.D., Dimitriadis, A.I., and Kantartzis, N.V. Polarizability Matrix Extraction of a Bianisotropic Metamaterial From the Scattering Parameters of Normally Incident Plane Waves // Advanced Electromagnetics. 2012. No. 1. P. 64-70.
  17. Белокопытов Г. В., Боголюбов А. Н., Домбровская Ж. О. и др. Расчет электродинамических характеристик метапленки: экспериментально-аналитический подход // Труды VII Международной конференции «Акустооптические и радиолокационные методы измерений и обработки информации». Суздаль. 2014. С. 15-17.
  18. Dimitriadis, A.I., Sounas, D.L., Kantartzis, N.V. et al. Surface Susceptibility Bianisotropic Matrix Model for Periodic Metasurfaces of Uniaxially Mono-Anisotropic Scatterers Under Oblique TE-Wave Incidence // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 2012. Vol. 60. P. 5753-5767.
  19. Терехов Ю. Е. Электромагнитный отклик метаплёнок: диссертация кандидата физико-математических наук: 01.04.03 [Место защиты: Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова]. Москва, 2014. 146с.