ПОЛУЧЕНИЕ МЕТАМАТЕРИАЛОВ ТЕРАГЕРЦОВОГО ДИАПАЗОНА МЕТОДОМ ЛАЗЕРНОЙ ГРАВИРОВКИ

© 2012 г.    М. М. Назаров**, канд. физ.­мат. наук; В. К. Баля*; А. Ю. Рябов**; И. Ю. Денисюк*, доктор физ.­мат. наук; А. П. Шкуринов**, канд. физ.­мат. наук

* Санкт­Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики, Санкт­Петербург

**Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва

E­mail: *denisiuk@mail.ifmo.ru, **nazarovmax@mail.ru

Рассмотрены результаты формирования решеток резонансных и широкополосных планарных элементов – метаматериалов, выполняющих функцию полосовых фильтров, поляризаторов терагерцового диапазона, выполненных методом прямой лазерной гравировки металлизированной полимерной пленки. Исследовано возбуждение поверхностного плазмона в перфорированном металлическом слое. Рассмотрены методы расчета таких структур, приведены результаты их экспериментального формирования, выполнено сравнение результатов расчета с экспериментом.

Ключевые слова: метаматериал, плазмон, лазерная гравировка, абляция, терагерцовое излучение, полосовой фильтр, поляризатор, миллиметровые волны.

Коды OCIS: 230.4555, 250.5403

УДК 535.417.2; 535.44

Поступила в редакцию 19.01.2012

Литература 

1. Smith D.R., Padilla Willie J., Vier D.C., Nemat­Nasser S.C., Schultz S. Composite medium with simultaneously negative permeability and permittivity // Phys. Rev. Lett. 2000. V. 84. № 18. P. 4184.
2. Веселаго В.Г. Электродинамика веществ с одновременно отрицательными значениями e и m // УФН. 1967. Т. 92. № 7. С. 517.
3. Веселаго В.Г. Перенос энергии, импульса и массы при распространении электромагнитной волны в среде с отрицательным преломлением // УФН. 2009. Т. 179. № 6. С. 689–694.
4. Smith D.R., Pendry J.B., Wiltshire M.C.K. Metamaterials and negative refractive index // Science. 2004. V. 305. № 5685. P. 788–792.
5. Porterfield D.W., Hesler J.L., Densing R., Mueller E.R., Crowe T.W., Weikle R. M. Resonant metal­mesh bandpass filters for the far infrared // Appl. Opt. 1994. V. 33. № 25. P. 6052.
6. Ebbesen T.W., Lezec H.J., Ghaemi H.F., Thio T., Wolff P.A. Extraordinary optical transmission through sub­wavelength hole arrays // Nature. 1998. V. 391. № 6668. P. 667.
7. Tao Hu, Bingham C.M., Strikwerda A.C., Pilon D., Shrekenhamer D., Landy N.I., Fan K., Zhang X., Padilla W.J., Averitt R.D. Highly flexible wide angle of incidence terahertz metamaterial absorber: Design, fabrication, and characterization // Phys. Rev. B. 2008. V. 78. Issue 24. P. 241103­1–241103­4.
8. Soukoulis C.M., Zhou J., Koschny T., Kafesaki M., Economou E.N. The science of negative index materials // J. Phys.: Condens. Matter. V. 20. № 30. P. 304217.
9. Wang S., Garet F., Blary K., Lheurette E., Coutaz J.­L., Lippens D. Experimental verification of negative refraction for a wedge­type negative index metamaterial operating at terahertz // Appl. Phys. 2010. Lett. 97. P. 181902­1–181902­3.

10. Zhang X.­C., Xu Jingzhou. Introduction to THz wave photonics. N.Y.: Springer, 2010. 248 с.

11.  Назаров М.М., Шкуринов А.П., Кулешов Е.А., Тучин В.В. Терагерцовая импульсная спектроскопия биологических тканей // Квант. электрон. 2008. № 7. С. 647–654.

12. Назаров М.М., Шкуринов А.П., Ангелуц А.А., Сапожников Д.А. Выбор нелинейных оптических и полупроводниковых преобразователей фемтосекундного импульса лазерного излучения в терагерцовый диапазон // Известия ВУЗов. Радиофизика. 2009. Т. 52. № 8. С. 595–606.

13. Nazarov M., Garet F., Armand D., Shkurinov A., Coutaz J.­L. Surface plasmon THz waves on gratings // C.R. Physique. 2008 V. 9. № 2. March. P. 232–247.

14. Qu D., Grischkowsky D., Zhang W. Terahertz transmission properties of thin, subwavelength metallic hole arrays // Opt. Lett. 2004. V. 29. № 8. P. 896–898.

15. Agrawal Amit, Valy Vardeny Z., Nahata Ajay. Engineering the dielectric function of plasmonic lattices // Opt. Exp. 2008. V. 16. № 13. P. 9601.

16. Lee J.W., Seo M.A., Kang D.H., Khim K.S., Jeoung S.C., Kim D.S. Terahertz electromagnetic wave transmission through random arrays of single rectangular holes and slits in thin metallic sheets // Phys. Rev. Lett. 2007. V. 99. № 13. Р. 137401.

17.  Pendry J.B., Martın­Moreno L., Garcia­Vidal F.J. Mimicking Surface Plasmons with structured surfaces // Science. 2004. V. 305. № 5685. P. 847–848.

18. Виноградова М.Б., Руденко О.В., Сухоруков А.П. Теория волн. М.: Наука, 1979. С. 312.

19. Masson J.­B., Podzorov A., Gallo G. Extended Fano model of extraordinary electromagnetic transmission through subwavelength hole arrays in the terahertz domain // Opt. Exp. 2009. V. 17. № 17. P. 15280–15291.

20. Борн М., Вольф Ф. Основы оптики. М.: Наука, 1976. С. 583.

Полный текст