Исследование преломляющих свойств двумерного микроволнового фотонного кристалла
Abstract
This paper presents microwave experiment demonstrating waves passing through a two-dimensional microwave photonic crystal at its different plane orientations. The comparison study of expected microwave transmission behaviour from ray optics standpoint as well as conception of an effective refractive index is carried out. The electric microwave field distribution pattern, available from experiments, is also analyzed. It is shown that the sample studied has a negative effective refractive index at certain orientations and frequencies.
- microwave photonic crystal
- ray optics
- effective refractive index
- microwave field visualization
Аннотация (на русском)
Исследование преломляющих свойств двумерного микроволнового фотонного кристалла
В данной работе рассматривается прохождение микроволнового излучения сквозь двухмерный микроволновый фотонный кристалл при различных его ориентациях на плоскости по отношению к направлению падающего на него потока микроволн. Проводится сравнительный анализ ожидаемого поведения микроволн при прохождении ими изучаемого объекта с точки зрения геометрической оптики, а также понятия эффективного показателя преломления среды, и полученных экспериментально картин распределения электрического микроволнового поля. Показано, что исследуемый образец при определённой ориентации на некоторых частотах демонстрирует отрицательный эффективный показатель преломления.
For citation
Karpov I.A. Исследование преломляющих свойств двумерного микроволнового фотонного кристалла // Journal of Radio Electronics. – 2015. – No. 6.
References
- Силин Р. А. О дисперсионных свойствах двухмерно- и трёхмерно-периодических систем (искусственные диэлектрики). Радиотехника и электроника, 1960, 5(4), с. 688 - 691.
- Силин Р. А. Оптические свойства искусственных диэлектриков. Изв. Высш. учебных заведений, Радиофизика, 1972, 15(6), с. 809 - 820.
- Силин Р. А. Необычные законы преломления и отражения. М.: «Фазис», 1999, 80с.
- W. T. Lu, S. Savo, B. Didier, F. Casse, and S. Sridhar, Microwave Opt. Technol. Lett. 51(11), 2705 - 2709 (2009).
- P. V. Parimi, W. T. Lu, P. Vodo, J. Sokoloff, J. S. Derov, and S. Sridhar, “Negative Refraction and Left-Handed Electromagnetism in Microwave Photonic Crystals”, Phys. Rev. Lett. 92, N 12, 127401 (2004).
- P. Vodo, P. V. Parimi, W. T. Lu, and S. Sridhar, R. Wing, "Microwave photonic crystal with tailor-made negative refractive index", Appl. Phys. Lett. 85, N 10, 1858 - 1860 (2004).
- E. D. Gennaro, P. V. Parimi, W. T. Lu, S. Sridhar, J. S. Derov, and B. Turchinetz, “Slow microwaves in left-handed materials”, Phys. Rev. B 72, 033110 (2005).
- P. Vodo, P. V. Parimi, W. T. Lu, and S. Sridhar, “Focusing by planoconcave lens using negative refraction”, Appl. Phys. Lett. 86, 201108 (2005).
- P. V. Parimi, W. T. Lu, P. Vodo, S. Sridhar, “Imaging by flat lens using negative refraction”, Nature 426, 404 (2003).
- D. Schurig, J. J. Mock, B. J. Justice, S. A. Cummer, J. B. Pendry, A. F. Starr, and D. R. Smith, "Metamaterial electromagnetic cloak at microwave frequencies", Science 314, 977 - 980 (2006).
- I. A. Karpov, E. D. Shoo, “New equipment for microwave electric field visualization”, Review of Scientific Instruments 83, 074704 (2012).