МЕТАМАТЕРИАЛЫ С СЕТЧАТОЙ СТРУКТУРОЙ

© 2012 г.    А. А. Жилин*, канд. хим. наук; Д. К. Таганцев**, доктор хим. наук; М. П. Шепилов*, канд. физ.­мат. наук; С. С. Запалова*; М. Ю. Алемаскин**; М. Е. Сазонов**

* Научно­исследовательский и технологический институт оптического материаловедения  Всероссийского научного центра “Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова”,  Санкт­Петербург

** Санкт­Петербургский государственный политехнический университет, Санкт­Петербург

E­mail: tagan@dt1386.spb.edu (Д.К. Таганцев); m.shep@mail.ru (М.П. Шепилов)

Проведен обзор литературных данных по метаматериалам с сетчатой структурой, которые представляются в настоящее время наиболее перспективным типом метаматериалов для получения отрицательного показателя преломления в оптической области спектра. Были реализованы “мономолекулярные” слои метаматериалов этого типа с отрицательным показателем преломления в инфракрасной и видимой областях спектра. Для объемного метаматериала с сетчатой структурой отрицательный показатель преломления в области длин волн 1,54–1,775 мкм был показан непосредственно на основе закона Снеллиуса.

Ключевые слова: метаматериалы, отрицательный показатель преломления, суперлинза, электромагнитные свойства.

Коды OCIS: 230.3205, 160.3918, 160.4760, 160.1190, 230.0230

УДК 535.36

Поступила в редакцию 19.10.2011

ЛИТЕРАТУРА

1. Ramakrishna S.A. Physics of negative refractive index materials // Reports on Progress in Physics. 2005. V. 68. № 2. P. 449–521.
2. Жилин А.А., Шепилов М.П. Метаматериалы с отрицательным показателем преломления // Оптический журнал. 2008. Т. 75. № 4. С. 57–70.
3. Шепилов М.П., Жилин А.А. Метаматериалы и проблема создания невидимых объектов: 1. Объекты с размерами меньше длины волны // Оптический журнал. 2008. Т. 75. № 12. С. 40–49.
4. Шепилов М.П., Жилин А.А. Метаматериалы и проблема создания невидимых объектов: 2. Невидимые оболочки, скрывающие содержащиеся в них объекты от внешнего наблюдателя // Оптический журнал. 2009. Т. 76. № 6. С. 40–58.
5. Cai W., Shalaev V. Optical metamaterials. Fundamentals and applications. New York, Dordrecht, Heidelberg, London: Springer, 2010. 200 p.
6. Жилин А.А., Шепилов М.П. Метаматериалы – новое направление в материаловедении // Физ. и хим. стекла. 2010. Т. 36. № 5. С. 657–702.
7. Веселаго В.Г. Электродинамика веществ с одновременно отрицательными значениями e и m // УФН. 1967. Т. 92. № 3. С. 517–526.
8. Shelby R.A., Smith D.R., Schultz S. Experimental verification of a negative index of refraction // Science. 2001.  V. 292. № 5514. P. 77–79.
9. Valentine J., Zhang S., Zentgraf T., Ulin­Avila E., Genov D.A., Bartal G., Zhang X. Three­dimensional optical metamaterial with a negative refractive index // Nature. 2008. V. 455. № 7211. P. 376–379.

10. Pendry J.B. Negative refraction makes a perfect lens // Phys. Rev. Lett. 2000. V. 85. № 18. P. 3966–3969.

11.  Leonhardt U. Optical conformal mapping // Science. 2006. V. 312. № 5781. P. 1777–1780.

12. Pendry J.B., Schurig D., Smith D.R. Controlling electromagnetic fields // Science. 2006. V. 312. № 5781.  P. 1780–1782.

13. Schurig D., Mock J.J., Justice B.J., Cummer S.A., Pendry J.B., Starr A.F., Smith D.R. Metamaterial electromagnetic cloak at microwave frequencies // Science. 2006. V. 314. № 5801. P. 977–980.

14. Boltasseva A., Shalaev V.M. Fabrication of optical negative­index metamaterials: Recent advances and outlook // Metamaterials. 2008. V. 2. № 1. P. 1–17.

15. Xiao S., Chettiar U.K., Kildishev A.V., Drachev V.P., Shalaev V.M. Yellow­light negative­index metamaterials // Opt. Lett. 2009. V. 34. № 22. P. 3478–3480.

16. Zhang S., Fan W., Malloy K.J., Brueck S.R.J., Panoiu N.C., Osgood R.M. Near­infrared double negative metamaterials // Opt. Exp. 2005. V. 13. № 13. P. 4922–4930.

17.  Zhang S., Fan W., Panoiu N.C., Malloy K.J., Osgood R.M., Brueck S.R.J. Experimental demonstration of near­infrared negative­index materials // Phys. Rev. Lett. 2005. V. 95. № 13. Р. 137404 (4).

18. Zhang S., Fan W., Malloy K.J., Brueck S.R.J., Panoiu N.C., Osgood R.M. Demonstration of metal­dielectric negative­index metamaterials with improved performance at optical frequencies // J. Opt. Soc. Amer. B. 2006. V. 23. № 3. P. 434–438.

19. Shalaev V.M., Cai W., Chettiar U.K., Yuan H.K., Sarychev A.K., Drachev V.P., Kildishev A.V. Negative index of refraction in optical metamaterials // Opt. Lett. 2005. V. 30. № 24. P. 3356–3358.

20. Smith D.R., Schultz S., Markoš P., Soukoulis C.M. Determination of effective permittivity and permeability of metamaterials from reflection and transmission coefficients // Phys. Rev. B. 2002. V. 65. № 19. Р. 195104 (5).

21. Dolling G., Enkrich C., Wegener M., Soukoulis C.M., Linden S. Low­loss negative­index metamaterial at telecommunication wavelengths // Opt. Lett. 2006. V. 31. № 12. P. 1800–1802.

22. Dolling G., Wegener M., Soukoulis C.M., Linden S. Negative­index metamaterial at 780 nm wavelength // Opt. Lett. 2007. V. 32. № 1. P. 53–55.

23. Zhang S., Fan W., Panoiu N.C., Malloy K.J., Osgood R.M., Brueck S.R.J. Optical negative­index bulk metamaterials consisting of 2D perforated metal­dielectric stacks // Opt. Exp. 2006. V. 14. № 15. P. 6778–6787.

24. Navarro­Cía M., Beruete M., Sorolla M., Campillo I. Negative refraction in a prism made of stacked subwavelength hole arrays // Opt. Exp. 2008. V. 16. № 2. P. 560–566.

Полный текст