Gigahertz optomechanical modulation by split-ring-resonator nanophotonic meta-atom arrays
使用偏振分辨瞬态反射光谱,我们调查的超快调制光与超颖表面的相干振动纳米光子元原子的U形开口环谐振器的形式,表现出共本地化的光学和机械共振。与一个二维的正方形晶格阵列的这些谐振器形成的黄金在玻璃基板上,我们监测可见光泵浦脉冲引起的千兆赫兹振荡的强度反射线偏振红外探测光脉冲,调制的谐振器有效地充当微型音叉。以这种方式检测涉及开口环的打开和关闭运动的多模态振动响应。相关的瞬态变形和应变场的数值模拟阐明了复杂的纳米力学动力学的超快光调制,并指出声等离子体相互作用通过SRR间隙的打开和关闭运动的主导作用。应用包括超快声光调制器设计和传感。
2017-06-27 cond-mat.mtrl-sci
Role of wave interaction of wires and split-ring resonators for the losses in a left-handed composite
本文提出了一个解析模型来解释已知的D。史密斯,S。Schultz和R.谢尔比表示单轴变体的左手介质(LHM)在微波。当超材料变成左手材料时,开口环谐振器(SRR)和直导线之间的电磁相互作用导致带内SRR的欧姆损耗急剧增加的作用被阐明。{This论文解释了为什么在这种结构中,在实验数据中观察到相当高的传输损耗,而在这些频率下,在SRR的单独晶格和导线晶格中的这些损耗可以忽略不计。
2004-03-01 cond-mat.mtrl-sci
Chiral metamaterials with negative refractive index based on four "U" split ring resonators
单轴手征超材料是由两层四个U形开口环谐振器相互扭转90 °构成的。它显示出巨大的旋光性和圆二色性。反演结果表明,由于大的手征性,圆偏振波可以实现负折射率。实验结果与数值计算结果吻合较好。
2010-08-31 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Single Superconducting Split-Ring Resonator Electrodynamics
本文研究了单个超导薄膜开口环谐振器(SRR)的微波电动力学特性。实验是在全铌波导中进行的,具有Nb线和Nb SRR。传输数据表明,一个单一的铌SRR($Q \sim 4.5\times10^4$在4.2 K)低于$T_c$的高Q阻带,并没有这样的功能,为铜SRR,或封闭的Nb环路,类似的尺寸。增加SRR增加了带宽,但降低了特征的插入损耗。将Nb SRR放入导线阵列中产生单个基本负折射率通带(4.2 K时的$Q \sim 2.26\times10^4$)。由于超导动力学电感的功能的变化进行了观察。SRR磁导率和导线介电响应的模型用于拟合数据。
2006-04-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.supr-con
Observation of a New Magnetic Response in 3-Dimensional Split Ring Resonators under Normal Incidence
到目前为止,超材料领域的研究主要是用平面二维结构阵列进行的。在这里,我们报告了一个新发现的磁共振分裂圆柱谐振器(SCR),一个三维版本的分裂环谐振器(SRR),这是制造与质子束写入技术。实验和数值计算结果表明,迄今为止未观察到的3维共振模式下的正常入射约26太赫兹,当SCR深度约为自由空间波长的一半。这种模式的特点是强大的电流沿圆柱轴,集中在圆柱间隙。由于它们的方向,这些轴向电流在垂直入射下引起磁响应,这在浅SRR中是不可能的。我们的研究结果揭示了新的行为在SRR结构中,这是由于其纵横比的变化。这种新的共振可能对寻求实用的三维超材料产生重大影响。
2008-08-12 cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear response of a thin metamaterial film containing Josephson junctions
研究了电磁场与含有约瑟夫森结开口环谐振器的超材料薄膜的相互作用。结果表明,动态自感在一个分裂环的结果减少通过一个环的磁通量,这种减少是成比例的分裂环磁化的时间导数。研究了考虑动态自感效应的薄膜磁化强度的演化。本文提出了一种新的约瑟夫森结开口环谐振腔一维阵列中波的激发机制。在弱振幅近似下,得到了这种薄膜的非线性磁化率。
2009-08-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Biharmonic Split Ring Resonator Metamaterial: Artificially dispersive effective density in thin periodically perforated plates
本文提出了一种理论和数值分析的弯曲波定位在边界上的柏拉图晶体的积木是分裂环谐振器(SRR)。我们首先推导出均匀化的参数的结构板使用三尺度渐近展开的线性化双调和方程。在极限时的弯曲波的波长远大于典型的异质性尺寸的柏拉图晶体,我们表明,它表现为一个人工板与各向异性的有效杨氏模量和色散的有效质量密度。然后,我们分析色散图与弯曲波传播的无限阵列内的SRR,本征解的Floquet-Bloch波的形式寻求。我们最后证明,这种结构显示了全角度负折射(AANR)的特点,它导致超透镜和超折射效应,解释感谢我们的均匀化模型作为负和消失的有效密度的结果,分别。
2014-07-28 cond-mat.mtrl-sci
Backward wave region and negative material parameters of a structure formed by lattices of wires and split-ring resonators
研究了由无限长金属丝和开口环谐振器组成的组合晶格结构。导出了色散方程,并利用该方程计算了晶格均匀化频带内的等效介电常数和等效磁导率。分析了等效介电常数和等效磁导率均为负值的返波区。一些开放和有争议的问题进行了讨论。结果表明,以前的实验结果证实存在的向后波在这样的结构可以在事实上解释的负材料参数。然而,这些参数不是准静态的,因此,在文献中广泛使用和讨论的该结构的有效材料参数的已知分析公式是不正确的,这是对该实验的作者的一些反对意见的原因。
2002-11-11 cond-mat.mtrl-sci
Highly tunable hybrid metamaterials employing split-ring resonators strongly coupled to graphene surface plasmons
超材料和等离子体是非常规操纵和利用光的强大工具。超材料可以被设计成具有天然材料所缺乏的有趣特性,例如负折射率。等离子体提供了将光限制在亚波长维度并增强光与物质相互作用的能力。最近,基于石墨烯的等离子体显示出新兴的技术潜力,因为与基于金属的等离子体相比,它具有大的可调谐性,更高的场约束和更低的损耗。在这里,我们介绍了混合结构,包括石墨烯等离子体谐振器有效地耦合到传统的开口环谐振器,从而展示了一种高度可调的超材料,其中两个谐振之间的相互作用达到强耦合制度。这种混合超材料被用作高速THz调制器,表现出超过60%的透射调制和超过40 MHz的工作速度。该器件概念还提供了一个平台,用于探索石墨烯等离子体结构中的腔增强光-物质相互作用和光学过程,用于包括传感,光电检测和非线性频率产生在内的应用。
2015-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhancing infrared extinction and absorption in a monolayer graphene sheet by harvesting the electric dipolar mode of split ring resonators
研究了单层石墨烯片通过图案化开口环谐振器(SRR)在红外波段的消光和吸收增强。结果表明,与磁模和其他高阶模相比,电模对红外消光和吸收的增强作用更强。我们通过增加SRR单元电池设计中的石墨烯面积比来改善SRR石墨烯片的红外消光。随着石墨烯面积比的增加,电偶极模的辐射能力和石墨烯的耗散竞争约50%的最大红外吸收。通过捕获电偶极模来增强石墨烯片的红外消光和吸收的研究结果可能在石墨烯光子学和光电子学的太赫兹和红外检测和调制中具有潜在的应用。
2013-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Toward creating isotropic microwave composites with negative refraction
对同时具有负介电常数和负磁导率的人工各向同性微波复合材料的性能进行了理论研究。四种复合材料被认为是。其中两个涉及介质与分裂环谐振器粒子与不同的颗粒安排。另外两个是用Omega粒子实现的。提出了一种分析开口环谐振器(SRR)电磁特性的天线模型,并通过数值模拟进行了验证。其次,计算了由SRR或Omega颗粒制成的复合介质的材料参数。结果表明,Ω复合材料比开口环谐振器更有希望获得负的介电常数和磁导率实值。
2003-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Molecular Split-Ring Resonators Based on Metal String Complexes
金属串络合物或扩展金属原子链(EMAC)属于由四个多齿有机配体螺旋包围的直接键合的金属原子的线性链组成的分子家族。这四种有机配体通常由重复的吡啶基单元、单氮取代的杂环轮烯、由独立的酰胺基桥接而成。在这里,在本文中,我们表明,这些杂环轮烯实际上是纳米级的分子分裂环谐振器(SRR),可以同时表现出负的电容率和磁导率在紫外-可见光区。此外,单层自组装EMAC是分子SRRs的周期性阵列,其可以被认为是负折射率材料。在量子尺寸效应显著的分子尺度下,我们采用紧束缚方法,得到了这些分子的介电常数和磁导率随频率的变化,并仔细考虑了它们的张量性质。
2014-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Density Effects on the Negative Refractive Index of a Split Ring Resonator Metamaterial
基于互补介质的完美透镜和隐身是负折射率材料的可能应用。超材料是通过调整有效介电常数和磁导率来实现这一特性的天然候选材料。超材料的$n<0$的微调受到粗粒夹杂物的限制,粗粒夹杂物使电磁参数作为其密度的函数而离散。我们研究了在微波频率下超材料的负折射率与晶格周期线密度的关系。在波导截止频率以下的频带中,通过填充有开口环谐振器阵列的波导来获得负折射率。通过在1 GHz的带宽上调谐密度,保持了典型的完美透镜效应的特殊值$n=-1$。观察到超材料在其上操作的截止密度。第二个临界密度以上的传输饱和被发现接近Pendry限制。这些结果的密度的负折射率超材料开辟了新的途径,微调本构参数在所需的值,通过变换光学。
2010-01-30 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Numerical Investigation of Light Scattering off Split-Ring Resonators
近年来,开口环谐振腔(SRR)已在近红外(NIR)和光学领域得到实验实现。在这方面的贡献,我们数值研究光传播通过一个阵列的金属SRR的近红外和光学制度,并比较我们的结果与实验结果。我们发现数值解的时谐麦克斯韦方程组,通过使用先进的有限元方法(FEM)。用非结构化四面体网格离散问题的几何形状。高阶矢量元素(边缘元素)用作反函数。透明边界条件和周期性边界条件的实施,允许处理光散射问题的周期性结构。该仿真工具使我们能够获得透射和反射光谱的平面波入射到SRR阵列在任意角度的入射,任意极化,并与任意波长的依赖关系的介电常数张量。我们比较计算光谱的实验结果和调查系统的共振。
2005-10-25 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph physics.optics
Attached Split Ring Resonator Cavity for Magnon Photon Coupling
Adam Mickiewicz University(亚当·密茨凯维奇大学)
本文提出了一种基于附带分裂环谐振器(ASRR)与钇铁 garnet(YIG)结构的芯片级平面腔体平台,实现紧凑混合系统中的强磁子光子耦合。通过优化环间距、间隙宽度、基板厚度和介电常数,获得了Q=190的高质量因子,实现了强微波磁场约束和减少辐射损耗。优化后的腔体与三种几何形状的YIG元件耦合:完整环、半环和盘。全电磁模拟显示,完整环几何形状表现出平衡性能,耦合强度为115 MHz,共性为13.10;半环表现出相似的耦合强度108 MHz和略高的共性13.50,尽管有边缘诱导去磁效应。相比之下,盘几何形状在较低的偏置磁场下耦合,实现了最强的相互作用(135 MHz,25.30),这得益于改进的微波磁场重叠。这些结果表明,几何形状,而不是磁体积本身,是调节磁子光子耦合的关键设计参数,为兼容光刻的芯片级混合磁子和量子设备提供了实用框架。
2026-05-20 cond-mat.mtrl-sci