Algirdas Matulis, Gediminas Šlekas, Dalius Seliuta, and
Žilvinas Kancleris
Išanalizuota bangų sklaida dvimačiame
radiotechniniame sutelktų parametrų modelyje su išilgai tiesės
periodiškai išdėstytais nuosekliais rezonansiniais LC kontūrais.
Tai imituoja elektromagnetinės bangos sklaidą dvimate periodine
perpjautų žiedinių rezonatorių gardele. Panaudojus tiriamo
darinio transliacinę simetriją šis difrakcinis uždavinys
transformuotas į bangos plitimo juostele uždavinį ir jos sklaidą
vieninteliu LC kontūru. Surastas sprendinys išreiškiant bangos
pralaidumą ir atspindį dalinių pralaidumų bei atspindžių
sumomis, atitinkančiomis juostelės minijuostas. Parodoma, kad
tokioje sklaidoje stebimi dviejų tipų rezonansai su skirtingais
rezonansiniais dažniais. Vienas jų yra susijęs su rezonansiniu
LC kontūro dažniu, silpnai priklausančiu nuo nuotolio tarp
gretimų LC kontūrų (plazmoninių modų analogas minėtame perpjautų
žiedelių darinyje), o kito tipo svyravimų rezonansinis dažnis
priklauso nuo nuotolio tarp gretimų LC kontūrų ir gali būti
siejamas su gardelės modomis tuose periodiniuose dariniuose.
References
/
Nuorodos
[1] S. Linden, C. Enkrich, M. Wegener, J.F. Zhou, T. Koschny,
and C.M. Soukoulis, Magnetic response of metamaterials at 100
terahertz, Science
306(5700), 1351–1353 (2004),
https://doi.org/10.1126/science.1105371
[2] C.M. Soukoulis, S. Linden, and M. Wegener, Physics. Negative
refractive index at optical wavelengths, Science
315(5808),
47–49 (2007),
https://doi.org/10.1126/science.1136481
[3] P. Alitalo and S. Tretyakov, Electromagnetic cloaking with
metamaterials, Mater. Today
12(3), 22–29 (2009),
https://doi.org/10.1016/S1369-7021(09)70072-0
[4] S. Zhang, Y.-S. Park, J. Li, X. Lu, W. Zhang, and X. Zhang,
Negative refractive index in chiral metamaterials, Phys. Rev.
Lett.
102(2), 023901-1–4 (2009),
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.102.023901
[5] C. Rockstuhl, T. Zentgraf, H. Guo, N. Liu, C. Etrich, I.
Loa, K. Syassen, J. Kuhl, F. Lederer, and H. Giessen, Resonances
of split-ring resonator metamaterials in the near infrared,
Appl. Phys. B
84, 219–227 (2006),
https://doi.org/10.1007/s00340-006-2205-2
[6] J. Zhou, T. Koschny, and C.M. Soukoulis, Magnetic and
electric excitations in split ring resonators, Opt. Express
15(26),
17881–17890 (2007),
https://doi.org/10.1364/OE.15.017881
[7] A. Bitzer, J. Wallauer, H. Helm, H. Merbold, T. Feurer, and
M. Walther, Lattice modes mediate radiative coupling in
metamaterial arrays, Opt. Express
17(24), 22108–22113
(2009),
https://doi.org/10.1364/OE.17.022108
[8] J. Wallauer, A. Bitzer, S. Waselikowski, and M. Walther,
Near-field signature of electromagnetic coupling in metamaterial
arrays: a terahertz microscopy study, Opt. Express
19(18),
17283–17292 (2011),
https://doi.org/10.1364/OE.19.017283
[9] R.W. Wood, Anomalous diffraction grating, Phys. Rev.
48(12),
928–936 (1935),
https://doi.org/10.1103/PhysRev.48.928
[10] N. Feth, M. König, M. Husnik, K. Stannigel, J. Niegemann,
K. Busch, M. Wegener, and S. Linden, Electromagnetic interaction
of split-ring resonators: The role of separation and relative
orientation, Opt. Express
18(7), 6545–6554 (2010),
https://doi.org/10.1364/OE.18.006545
[11] I. Sersic, M. Frimmer, E. Verhagen, and A.F. Koenderink,
Electric and magnetic dipole coupling in near-infrared
split-ring metamaterial arrays, Phys. Rev. Lett.
103(21),
213902-1–4 (2009),
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.103.213902
[12] N. Xu, R. Singh, and W. Zhang, High-Q lattice mode matched
structural resonances in terahertz metasurfaces, Appl. Phys.
Lett.
109(2), 021108 (2016),
https://doi.org/10.1063/1.4958730
[13] D. Seliuta, G. Šlekas, A. Vaitkūnas, Ž. Kancleris, and G.
Valušis, Enhancement of higher-order plasmonic modes in a dense
array of split-ring resonators, Opt. Express
25(21),
25113–25124 (2017),
https://doi.org/10.1364/OE.25.025113
[14] R. Singh, C. Rockstuhl, and W. Zhang, Strong influence of
packing density in terahertz metamaterials, Appl. Phys. Lett.
97(24),
241108-1–2 (2010),
https://doi.org/10.1063/1.3525169
[15] M. Shamonin, E. Shamonina, V. Kalinin, and L. Solymar,
Properties of a metamaterial element: Analytical solutions and
numerical simulations for a singly split double ring, J. Appl.
Phys.
95, 3778–3784 (2004),
https://doi.org/10.1063/1.1652251
[16] A. Elhawil, J. Stiens, C. De Tandt, W. Ranson, and R.
Vounckx, An equivalent circuit model of single circular
open-ring resonators, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.
16(2),
380–385 (2010),
https://doi.org/10.1109/JSTQE.2009.2028306
[17] T. Zhang, W. Xiong, B. Zhao, J. Shen, Ch. Qiu, and X. Luo,
Equivalent circuit analysis of 'U'-shaped split ring resonators,
J. Mod. Opt.
62(11), 901–907 (2015),
https://doi.org/10.1080/09500340.2015.1015633
[18] N. Xu, R. Singh, and W. Zhang, Collective coherence in
nearest neighbor coupled metamaterials: A metasurface ruler
equation, J. Appl. Phys.
118, 163102-1–6 (2015),
https://doi.org/10.1063/1.4934256
[19] A. Taflove and S.C. Hagness,
Computational
Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method
(Artech House, 2000), Ch. 3,
https://us.artechhouse.com/Computational-Electrodynamics-Third-Edition-P1929.aspx
[20] A.E. Miroshnichenko, Fano resonances in nanoscale
structures, Rev. Mod. Phys.
82, 2257–2298 (2010),
https://doi.org/10.1103/RevModPhys.82.2257