Електромагнітні хвилі в ШТУЧНИХ ПЕРІОДИЧНИХ СТРУКТУРАХ
р ОСилину Федеральне державне унітарне підприємство НВП «Исток» Вокзальна 2а, м Фрязіно, 141190, Росія факс: (095) 9749013, e-mail: istkor@elnetmskru
Анотація – Дан огляд властивостей електромагнітних хвиль в штучних періодичних структурах Властивості описані на основі аналогії з хвилями де-Бройля в кристалах Вказані можливі їх застосування: інтегральні схеми, електронні прилади (підсилювачі, генератори) оптичного діапазону Особливу увагу приділено кристалам з незвичайними квазіоптичного властивостями
I Введення
Для опису електромагнітних хвиль в періодичних структурах зручно використовувати їх аналогію з хвилями де-Бройля у фізиці твердого тіла (див табл1)
Аналогія хвиль да Бройля і електромагнітних
Хвилі де-Бройля |
Електромагнітні хвилі |
Енергія електрона, Е = ϋω |
Частота ω |
Квазіімпульс р |
Хвильовий вектор β |
Швидкість електрона Ve = gradpro |
Групова швидкість хвилі Vr = gradpro, рівна швидкості перенесення енергії |
Дисперсионная характеристика Е (р) |
Дисперсионная характеристика ω (Ρ) |
Енергетична зона |
Смуга пропускання |
Заборонена зона |
Смуга непропусканія |
Ізоенергетичних поверхню |
Ізочастота |
Домішкові або поверхневі рівні |
Локальні коливання |
На основі штучних кристалів можна робити резонатори, лінії передачі, фільтри, подільники сигналів та інші радіотехнічні пристрої Для цього використовуються неоднорідності, що створюють локальні коливання, аналогічні домішковим рівням у твердому тілі Неоднорідність в точці дозволяє зробити резонатор, а неоднорідність вздовж лінії – волноведущей тракт та інші радіотехнічні пристрої
Один з напрямів у науці про штучних середовищах полягає у вивченні законів заломлення і відбиття хвиль на їх межах, а також – у пошуку середовищ, в яких ці хвилі поводяться незвично Так, наприклад, в [1] показано, що в середовищах, в яких групова і фазова швидкості хвилі протилежні за напрямком, промінь, падаючий з вільного простору, откпоняется в протилежну сторону, ніж зазвичай З Відтоді з дослідження середовищ з незвичайними законами заломлення і віддзеркалення зявилася велика кількість робіт [3 – 6] В основному такі дослідження велися на прикладах середовищ, провідних хвилі в двох вимірах Це двумерно періодичні структури з металевих елементів], це плівки фериту, в яких поширюються магнітостатіческіе хвилі Незвичайними виявляються закони заломлення і відбиття хвиль в плазмі [7, 8]
Інформацію про хід променів в середовищах можна одержати, розглядаючи тензори діелектричної ε та магнітної μ проницаемостей [7-8] Такий підхід застосуємо, коли період структури малий у порівнянні з довжиною хвилі в середовищі, бо відповідні тензори вимагають усереднення поля Більш зручним, наочним і справедливим при будь-яких довжинах хвиль представляється метод, що використовує ізочастоти, тобто поверхні, на яких закінчується хвильовий вектор при всіляких напрямках хвиль на фіксованій частоті Їх можна побудувати як на підставі тензорів ε і μ, так і в результаті електродинамічного розрахунку, не вдаючись до усереднення поля
Використання аналогії властивостей хвиль де Бройля в кристалах і електромагнітних хвиль в періодичних структурах привело до виявлення ряду цікавих фізичних явищ, невідомих раніше в кпассіческой оптиці Опису цих явищ присвячений цей огляд
Розрізняємо прямі і зворотні хвилі Прямими називаємо хвилі, у яких кут Θ між напрямками фазової і групової швидкістю не перевищує π / 2 (| θ | <
Сподобалася стаття? Натисни "+1"! :
Ще статті:
- Регулятор гучності на оптронів (0)
- Джерела живлення на основі високочастотного імпульсного перетворювача. (0)
- ЕЛЕКТРОННИЙ ЗАМОК C частотного керування (0)
- Електронний стетоскоп (0)
- Підсилювачі на основі логічних ІМС (0)
- Розрахунок розділових фільтрів для двосмугових акустичних систем (0)
- Датчики коливань для охоронної сигналізації (0)
Ваш відгук