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一种基于旋转调谐的超材料

樊京 蔡广宇

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一种基于旋转调谐的超材料

樊京, 蔡广宇

Tunability in metamaterials with mechanical rotation

Fan Jing, Cai Guang-Yu
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  • 数值仿真研究了一种可调谐的双开口谐振环(DSRR)超材料.在平行入射的电磁波激励下,这种DSRR单元可以在不同的频段分别表现出磁谐振和电谐振.当外加电场E与DSRR的双开口平行时,DSRR受激励得到的磁谐振和电谐振强度最大.随着DSRR超材料沿外加磁场H方向顺时针旋转,其磁谐振和电谐振频率基本保持不变,但谐振强度均发生显著下降,同时对应透射相位的突变也逐渐降低.提出的超材料调谐方法只需要简单地旋转材料,而不需要改变原有超材料单元的结构或者增加额外的激励场,极大地简化了可调谐超材料的制备及应用,在电磁开关、相位调制等方面具有潜在的应用.同时,这种简单的方法有希望应用于更高频段的超材料调谐,可以有效地拓展太赫兹频段和光频段超材料的实际应用.
    We study the tunable resonance characteristics of double split ring resonator (DSRR) at microwave band numerically. For the incident electromagnetic wave parallel to the incident plane, the DSRR structure shows magnetic and electric resonances at different frequencies respectively. When the E polarization along the two splits of the DSRR, the magnetic and the electric resonances have the strongest resonant intensities. As the DSRR metamaterial rotates along the H field, the frequencies of magnetic and electric resonances are kept unchanged, however, the resonant intensities decrease rapidly. The tunable metamaterial proposed in this paper only need rotate the metamaterial without structure changes or additional applied field, and has potential applications in electromagnetic switch and phase modulation. This simple tunable method could be used for higher frequency metamaterial, and expend the applications at terahertz and optical frequencies.
    • 基金项目: 河南省杰出青年科学基金(批准号:0612002200)和河南省科技攻关计划(批准号:0623021600)资助的课题.
    [1]

    Veselago V G 1968 Sov. Phys. Usp. 10 509

    [2]

    Shelby R, Smith D R, Schulrz S 2001 Science 292 77

    [3]

    Chen H S, Ran L X, Huangfu J T, Zhang X M, Chen K S, Grzegorczyk T M, Kong J A 2004 Phys. Rev. E 70 057605

    [4]

    Dong Z G, Xu M X, Lei S Y, Liu H, Li T, Wang F M, Zhu S N 2008 Appl. Phys. Lett. 92 064101

    [5]

    Dong Z G, Liu H, Li Tao, Zhu Z H, Wang S M, Cao J X, Zhu S N, Zhang X 2008 Opt. Express 16 20974

    [6]

    Zhou J F, Zhang L, Tuttle G, Koschny T, Soukoulis C M 2006 Phys. Rev. B 73 041101

    [7]

    Zhu W R, Zhao X P, Guo J Q 2009 Appl. Phys. Lett. 106 093511

    [8]

    Zhu W R, Zhao X P 2008 J. Appl. Phys. 92 241116

    [9]

    Kafesaki M, Tsiapa I, Katsarakis N, Koschny T, Soukoulis C M, Economou E N 2007 Phys. Rev. B 75 235114

    [10]

    Sun M Z, Zhang C M, Song X P, Liang G Y, Sun Z B 2009 Acta Phys. Sin. 58 6179 (in Chinese) [孙明昭、张淳民、宋晓平、梁工英、孙占波 2009 物理学报 58 6179 Zhang C M, Sun M Z, Yuan Z L, Song X P 2009 Acta Phys. Sin. 58 1758 (in Chinese) 〖张淳民、孙明昭、袁志林、宋晓平 2009 物理学报 58 1758]

    [11]

    Schurig D, Mock J J, Justice B J, Cummer S A, Pendry J B, Starr A F, Smith D R 2006 Science 314 977

    [12]

    Ma H, Qu S B, Xu Z, Zhang J Q, Wang J F 2009 Chin. Phys. B 18 1025

    [13]

    Landy N I, Sajuyigbe S, Mock J J, Smith D R, Padilla W J 2008 Phys. Rev. Lett. 100 207402

    [14]

    Zhu W R, Zhao X P 2009 J. Opt. Soc. Am. B 26 2382

    [15]

    Shadrivov I V, Morrison S K, Kivshar Y S 2006 Opt. Express 14 9344

    [16]

    Degiron A, Mock J J, Smith D R 2007 Opt. Express 15 1115

    [17]

    Zhao Q, Kang L, Du B, Li B, Zhou J 2007 Appl. Phys. Lett. 90 011112

    [18]

    Kang L, Zhao Q, Zhao H J, Zhou J 2008 Appl. Phys. Lett. 93 171909

  • [1]

    Veselago V G 1968 Sov. Phys. Usp. 10 509

    [2]

    Shelby R, Smith D R, Schulrz S 2001 Science 292 77

    [3]

    Chen H S, Ran L X, Huangfu J T, Zhang X M, Chen K S, Grzegorczyk T M, Kong J A 2004 Phys. Rev. E 70 057605

    [4]

    Dong Z G, Xu M X, Lei S Y, Liu H, Li T, Wang F M, Zhu S N 2008 Appl. Phys. Lett. 92 064101

    [5]

    Dong Z G, Liu H, Li Tao, Zhu Z H, Wang S M, Cao J X, Zhu S N, Zhang X 2008 Opt. Express 16 20974

    [6]

    Zhou J F, Zhang L, Tuttle G, Koschny T, Soukoulis C M 2006 Phys. Rev. B 73 041101

    [7]

    Zhu W R, Zhao X P, Guo J Q 2009 Appl. Phys. Lett. 106 093511

    [8]

    Zhu W R, Zhao X P 2008 J. Appl. Phys. 92 241116

    [9]

    Kafesaki M, Tsiapa I, Katsarakis N, Koschny T, Soukoulis C M, Economou E N 2007 Phys. Rev. B 75 235114

    [10]

    Sun M Z, Zhang C M, Song X P, Liang G Y, Sun Z B 2009 Acta Phys. Sin. 58 6179 (in Chinese) [孙明昭、张淳民、宋晓平、梁工英、孙占波 2009 物理学报 58 6179 Zhang C M, Sun M Z, Yuan Z L, Song X P 2009 Acta Phys. Sin. 58 1758 (in Chinese) 〖张淳民、孙明昭、袁志林、宋晓平 2009 物理学报 58 1758]

    [11]

    Schurig D, Mock J J, Justice B J, Cummer S A, Pendry J B, Starr A F, Smith D R 2006 Science 314 977

    [12]

    Ma H, Qu S B, Xu Z, Zhang J Q, Wang J F 2009 Chin. Phys. B 18 1025

    [13]

    Landy N I, Sajuyigbe S, Mock J J, Smith D R, Padilla W J 2008 Phys. Rev. Lett. 100 207402

    [14]

    Zhu W R, Zhao X P 2009 J. Opt. Soc. Am. B 26 2382

    [15]

    Shadrivov I V, Morrison S K, Kivshar Y S 2006 Opt. Express 14 9344

    [16]

    Degiron A, Mock J J, Smith D R 2007 Opt. Express 15 1115

    [17]

    Zhao Q, Kang L, Du B, Li B, Zhou J 2007 Appl. Phys. Lett. 90 011112

    [18]

    Kang L, Zhao Q, Zhao H J, Zhou J 2008 Appl. Phys. Lett. 93 171909

  • [1] 陈闻博, 陈鹤鸣. 基于超材料复合结构的太赫兹液晶移相器. 物理学报, 2022, 71(17): 178701. doi: 10.7498/aps.71.20212400
    [2] 葛宏义, 李丽, 蒋玉英, 李广明, 王飞, 吕明, 张元, 李智. 基于双开口金属环的太赫兹超材料吸波体传感器. 物理学报, 2022, 71(10): 108701. doi: 10.7498/aps.71.20212303
    [3] 崔铁军, 吴浩天, 刘硕. 信息超材料研究进展. 物理学报, 2020, 69(15): 158101. doi: 10.7498/aps.69.20200246
    [4] 陈俊, 杨茂生, 李亚迪, 程登科, 郭耿亮, 蒋林, 张海婷, 宋效先, 叶云霞, 任云鹏, 任旭东, 张雅婷, 姚建铨. 基于超材料的可调谐的太赫兹波宽频吸收器. 物理学报, 2019, 68(24): 247802. doi: 10.7498/aps.68.20191216
    [5] 张会云, 黄晓燕, 陈琦, 丁春峰, 李彤彤, 吕欢欢, 徐世林, 张晓, 张玉萍, 姚建铨. 基于石墨烯互补超表面的可调谐太赫兹吸波体. 物理学报, 2016, 65(1): 018101. doi: 10.7498/aps.65.018101
    [6] 徐新河, 刘鹰, 甘月红, 刘文苗. 磁电耦合超材料本构矩阵获取方法的研究. 物理学报, 2015, 64(4): 044101. doi: 10.7498/aps.64.044101
    [7] 刘红喜, 高军, 曹祥玉, 刘艳芳, 张迪, 李思佳. 一种基于开口谐振环的高增益端射天线设计. 物理学报, 2015, 64(23): 234101. doi: 10.7498/aps.64.234101
    [8] 刘亚红, 方石磊, 顾帅, 赵晓鹏. 多频与宽频超材料吸收器. 物理学报, 2013, 62(13): 134102. doi: 10.7498/aps.62.134102
    [9] 赵强, 文岐业, 戴雨涵, 张继华, 陈宏伟, 杨传仁, 张万里. 基于钛酸锶钡介电非线性效应的可调谐太赫兹人工电磁媒质. 物理学报, 2013, 62(4): 044104. doi: 10.7498/aps.62.044104
    [10] 戴雨涵, 陈小浪, 赵强, 张继华, 陈宏伟, 杨传仁. 太赫兹波段谐振频率可调的开口谐振环结构. 物理学报, 2013, 62(6): 064101. doi: 10.7498/aps.62.064101
    [11] 沈晓鹏, 崔铁军, 叶建祥. 基于超材料的微波双波段吸收器. 物理学报, 2012, 61(5): 058101. doi: 10.7498/aps.61.058101
    [12] 樊京, 蔡广宇. 一种基于金属开口谐振环和杆阵列的左手材料宽带吸收器. 物理学报, 2010, 59(9): 6084-6088. doi: 10.7498/aps.59.6084
    [13] 杨锐, 谢拥军, 李晓峰, 蒋俊, 王元源, 王瑞. 异向介质谐振响应的Floquet模分析. 物理学报, 2009, 58(2): 901-907. doi: 10.7498/aps.58.901
    [14] 艾 芬, 白 洋, 徐 芳, 乔利杰, 周 济. 基于铁氧体基板的开口谐振环的可调微波左手特性研究. 物理学报, 2008, 57(7): 4189-4194. doi: 10.7498/aps.57.4189
    [15] 张富利, 赵晓鹏. 谐振频率可调的环状开口谐振器结构及其效应. 物理学报, 2007, 56(8): 4661-4667. doi: 10.7498/aps.56.4661
    [16] 姚 远, 赵晓鹏, 赵 晶, 周 欣. 非对称开口六边形谐振单环的微波透射特性. 物理学报, 2006, 55(12): 6435-6440. doi: 10.7498/aps.55.6435
    [17] 王素玲, 张冶文, 赫 丽, 李宏强, 陈 鸿. 可调谐一维特异材料(Metamaterial)的微波传输性质. 物理学报, 2006, 55(1): 226-229. doi: 10.7498/aps.55.226
    [18] 赵 乾, 赵晓鹏, 康 雷, 张富利, 刘亚红, 罗春荣. 一维负磁导率材料中的缺陷效应. 物理学报, 2004, 53(7): 2206-2211. doi: 10.7498/aps.53.2206
    [19] 康 雷, 赵 乾, 赵晓鹏. 二维负磁导率材料中的缺陷效应. 物理学报, 2004, 53(10): 3379-3383. doi: 10.7498/aps.53.3379
    [20] 韩 群, 吕可诚, 李家方, 李乙钢, 陈胜平1. 一种新颖的光纤光栅温度调谐装置的原理与实验研究. 物理学报, 2004, 53(12): 4253-4256. doi: 10.7498/aps.53.4253
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-01-26
  • 修回日期:  2010-06-11
  • 刊出日期:  2010-06-05

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