POLARIZATION AND FREQUENCY SELECTIVE CHARACTERISTICS OF A CHIRAL METASURFACE COMPOSED OF PERIODICALLY ARRANGED SQUARE DIELECTRIC HELICES
Предмет і мета роботи. Метою цієї статті є дослідження проходження лінійно-поляризованої електромагнітної хвилі через хіральну метаповерхню, що складається з періодичного ансамблю діелектричних квадратних спіралей. Ми очікуємо, що така метаповерхня має більше функціональних можливостей трансформуват...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Видавничий дім «Академперіодика»
2023
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://rpra-journal.org.ua/index.php/ra/article/view/1426 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Radio physics and radio astronomy |
Репозитарії
Radio physics and radio astronomy| Резюме: | Предмет і мета роботи. Метою цієї статті є дослідження проходження лінійно-поляризованої електромагнітної хвилі через хіральну метаповерхню, що складається з періодичного ансамблю діелектричних квадратних спіралей. Ми очікуємо, що така метаповерхня має більше функціональних можливостей трансформувати поляризовану хвилю в крос-поляризовану хвилю, ніж метаповерхня, що складається з періодично розташованих металевих квадратних спіралей.Методи та методологія. Для знаходження коефіцієнтів розсіювання такої структури використовується добре випробуваний метод інтегральних функціоналів. У методі використовується набір об’ємних інтегральних рівнянь у векторній формі для еквівалентних електричних і магнітних поляризаційних струмів періодичного шару, що аналізується. Відліковою особливістю методу є те, що спочатку шукаються електромагнітні поля всередині структури, а потім по знайдених полях знаходяться розсіяні структурою поля. Ці рівняння дискретизуються за допомогою інтегральних функціоналів, пов’язаних з поляризаційними струмами, і техніки розкладу полів у подвійні ряди Флоке–Фур’є.Результати. Встановлено, що коефіцієнти проходження через метаповерхню критично залежать від кількості стрижнів, що утворюють квадратні спіральні частинки. У разі парного числа стрижнів хіральна метаповерхня демонструє однакові коефіцієнти проходження для кополяризованих компонент поля в разі падіння лінійно х- і y-поляризованих хвиль на відміну від коефіцієнтів проходження крос-поляризованих компонентів полів, які відрізняються і можуть досягати пікових значень на різних частотах. Також коефіцієнти пропускання цих поляризаторів досліджувалися в залежності від розмірів стрижнів, з яких складаються квадратні спіралі.Висновок. Широке розмаїття властивостей проходження, що спостерігаються в метаповерхні, робить їх особливо привабливими для використання в пристроях перетворення та поділу поляризації. Метаповерхня може мати властивість дихроїчного асиметричного проходження цих хвиль і використовуватися як дихроїчний фільтр із транформацією поляризації в диференціальних фазових секціях, а також як ефективний дихроїчний крос-поляризаційний перетворювач (твістполяризатор).Ключові слова: хіральні метаповерхні; квадратні діелектричні спіралі; коефіцієнт проходження; поляризовані хвилі; кросс-поляризована хвиляСтаття надійшла до редакції 07.11.2023Radio phys. radio astron. 2023, 28(4): 287-294БІБЛІОГРАФІЧНИЙ СПИСОК1. Barron L.D. Molecular light scattering and optical activity. Cambridge University Press, 2009.2. Hecht E. Optics. 5th ed. Pearson Education, Harlow, 2016.3. Vallius T., Jefimovs K., Turunen J., Vahimaa P., and Svirko Y. Optical activity in subwavelength-period arrays of chiral metallic particles. Appl. Phys. Lett. 2003. Vol. 83, Iss. 2. P. 234—236. DOI: 10.1063/1.15920154. Fedotov V.A., Mladyonov P.L., Prosvirnin S.L., Rogacheva A.V., Chen Y., and Zheludev N.I. Asymmetric propagation of electromagnetic waves through a planar chiral structure. Phys. Rev. Lett. 2006. Vol. 97, Iss. 16. P. 167401. DOI: 10.1103/PhysRevLett.97.1674015. Plum E., Zhow J., Dong J., Fedotov V.A., Kochny T., Soukoulis C.M., and Zheludev N.I. Metamaterial with negative index due to chirality. Phys. Rev. B. 2009. Vol. 79, Iss. 3. P. 035407. DOI:10.1103/PhysRevB.79.0354076. Fang S., Luan K., Ma H.F., Lv W., Li Y., Zhu Z., Guan C., Shi J., and Cui T.J. Asymmetric transmission of linearly polarized waves in terahertz chiral metamaterials. J. Appl. Phys. 2017. Vol. 121, Iss. 3. P. 033103. DOI: 10.1063/1.49744777. Li Z., Mutlu M., and Ozbay E., Chiral metamaterials: from optical activity and negative refractive index to asymmetric transmission. J. Opt. 2013. Vol. 15, Iss. 2. P. 023001. DOI: 10.1088/2040-8978/15/2/0230018. Collins J.T., Kuppe C., Hooper D.C., Sibilia C., Centini M., and Valev V.K., Chirality and chiroptical effects in metal nanostructures: fundamentals and current trends. Adv. Opt. Mater. 2017. Vol. 5, Iss. 16. P. 1700182. DOI: 10.1002/adom.2017001829. Wu S., Xu S., Zinenko T.L., Yachin V.V., Prosvirnin S.L., and Tuz V.R. 3D-printed chiral metasurface as a dichroic dual-band polarization converter. Opt. Lett. 2019. Vol. 44, Iss. 4. P. 1056—1059. DOI: 10.1364/OL.44.00105610. Wu S., Yachin V.V., Shcherbinin V.I., and Tuz V.R. Chiral metasurfaces formed by 3D-printed square helices: A flexible tool to manipulate wave polarization. J. Appl. Phys. 2019. Vol. 126, Iss. 10. P. 103101. DOI: 10.1063/1.511483811. Yachin V., and Yasumoto, K. Method of integral functionals for electromagnetic wave scattering from a double-periodic magnetodielectric layer. JOSA A. 2007. Vol. 24, Iss. 11. P. 3606—3618. DOI: 10.1364/josaa.24.003606 |
|---|