Исследование механизмов взаимодействия оптических волн в плазмоподобных структурах с пространственно-временной дисперсией тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

На правах рукописи

Возианова Анна Викторовна

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛН В ПЛАЗМОПОДОБНЫХ СТРУКТУРАХ С ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ ДИСПЕРСИЕЙ

Специальность 01.04.05 - Оптика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

005558613

Санкт-Петербург - 2014

005558613

Работа выполнена в Санкт-Петербургском национальном исследовательском университете информационных технологий, механики и оптики

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

профессор

Беспалов Виктор Георгиевич

Официальные оппоненты: Вендик Ирина Борисовна

доктор физико-математических наук, профессор

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) (СПбГЭТУ), профессор

Белотелое Владимир Игоревич

доктор физико-математических наук, доцент, Московский государственный университет им. В.М. Ломоносова

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное

учреждение науки Институт теоретической и прикладной электродинамики РАН (ИТПЭ РАН)

Защита состоится 2 декабря 2014 г. в -{5^ часов на заседании диссертационного совета Д 212.227.02 при Санкт-Петербургском национальном исследовательском университете информационных технологий, механики и оптики по адресу: 197101, Санкт-Петербург, Кронверкский пр., д.49., ауд.ДЯЗ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики по адресу: 197101, Санкт-Петербург, Кронверкский пр., д.49 и на сайте fbpo.ifhio.ru .

Автореферат разослан «» 201^£ года.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.227.02

доктор физико-математических наук, профессор (у\2>_Денисюк И.Ю.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Современное развитие технологий требует исследования распространения и отражения оптических волн в плазмоподобных искусственных средах - вырожденных полупроводниках, метаматериалах, киральных объектах и т.п. в оптическом и терагерцевом диапазонах частот. Согласно определению введенному Силиным В.П. в 1961 году, "плазмоподобные среды" можно определить, как среды со свободными носителями электрического заряда, при движении которых в среде создаются электрические и магнитные поля, искажающие внешние поля и влияющие на характер движения самих зарядов. Такие среды являются поверхностно-активными, т.е. на границе с такой средой возможно возбуждение поверхностных плазмонов. Этот эффект можно использовать для оптической спектроскопии поверхностей твердотельных структур с плазмоподобными пленками. Особенно актуальным является изучение эффектов пространственной и временной дисперсии в таких средах, связанных, прежде всего, с многочисленностью и важностью их практических приложений. Среди них можно выделить, например, использование ультракоротких световых импульсов в системах передачи информации, оптимизация процессов переноса энергии и информации через изменяющиеся во времени среды, анализ сверхбыстрых оптических эффектов во временной области, передача изображений со сверхразрешением, разработка малоотражающих покрытий, преобразователей частоты. В частности, исследование явлений с зависящими от времени параметрами, крайне необходимо для создания новых устройств, использующих высокую информационную емкость нестационарных сигналов, для передачи больших объемов информации, для управления сигналом в оптических системах связи, для создания источников излучения терагерцевого диапазона частот на базе устройств с нестационарной полупроводниковой плазмой, исследования биологических объектов." Наличие пространственной дисперсии означает существование нелокального диэлектрического отклика и выражается в зависимости обобщенного диэлектрического тензора от волнового вектора. Ранее в работах Аграновича В.М., Белова П. А. и Виноградова А.П. была рассмотрена возможность введения эффективных параметров одномерной слоистой среды с толщинами слоев много меньше длины волны и показано, что среда из параллельных проводов обладает сильной пространственной дисперсией на всех частотах. Точное аналитическое описание пространственно-дисперсных материальных параметров таких метаматериалов до настоящего момента не осуществлялось. В частности, композитные среды могут обеспечивать распространение затухающих волн, хранящих в себе информацию о деталях объекта, размеры которых много меньше длины волны излучения. Потенциальными областями применения таких метаматериалов являются

передача изображений со сверхразрешением, субволновая микроскопия, нанолито1рафия, а также разработка маскирующих покрытий, делающих предметы невидимыми для стороннего наблюдателя.

Таким образом, тема диссертационной работы является актуальной для развития оптики нестационарных сред и физики мегаматериалов оптического и терагерцевого диапазона частот.

Целью данной диссертационной работы является исследование процессов распространения оптических волн в плазмоподобных средах (плазма, гиперболические среды, металлические киральные среды) с пространственно-временной дисперсией.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать метод решения задачи взаимодействия электромагнитного поля с нестационарной неоднородностью в средах с магнитоэлектрической связью на основе интегральных уравнений Вольтерра второго рода. Построить резольвентные операторы для уравнения Вольтерра в матричном виде, описывающие взаимодействие поля с нестационарной неоднородностью, как в безграничной диэлектрической среде, так и в плазме.

2. Рассмотреть эффекты обусловленные возникновением границы нестационарной среды, например, при резкой ионизации, такие как фокусировка излучения и возбуждение поверхностных плазмон-поляритонов.

3. Получить модель эффективной среды, учитывающую пространственную дисперсию слоистого металло-диэлектрического материала для описания сред с сильной пространственной дисперсией.

4. Провести моделирование маскирующего покрытия с использованием теории трансформационной оптики (ТО) для терагерцового диапазона частот и экспериментальную реализацию маскирующего покрытия с десятикратным масштабированием размеров.

Методы исследования. В работе использовался теоретический метод, который сводит систему уравнений Максвелла к уравнению Вольтерра второго рода (метод Н.Хижняка), а также аналитический метод нелокальной гомогенизации композитной среды (М. Сильвериньи). Для описания возможности маскировки объекта использовалась теория трансформационной оптики. Научная новизна работы: Определяется тем, что в работе впервые:

• Получены резольвентные операторы интегрального уравнения Вольтерра в 6-мерном виде, описывающие взаимодействие электромагнитного поля и нестационарной неоднородности в безграничной магнито-диэлектрической среде и в плазме.

• Показано, что после временного скачка плотности плазмы возникает фокусировка дальнего поля вторичного излучения поверхностью раздела сред в точку, симметричную точке источника относительно границы плазмы.

• Получено условие появления поверхностных плазмон-поляритонов на границе нестационарного плазменного полупространства, когда оптическое поле генерируется источником с плоским волновым фронтом.

• Были получены аналитические выражения для диэлектрической проницаемости многослойного метаматериала, зависящей от волнового вектора.

Достоверность полученных результатов:

Достоверность и обоснованность результатов диссертации обеспечены использованием всесторонне апробированных численно-аналитических методов, которые широко используются для исследования нестационарных задач. Результаты экспериментальных данных хорошо согласуются с моделированием, выполненным в программных пакетах трехмерного моделирования CST Microwave Studio Comsol Multiphysics методом конечных разностей во временной области (FDTD) и методом конечных элементов (FEM), соответственно.

Практическая ценность результатов работы:

1. Разработанный в работе метод может быть использован для описания оптики сред с магнито-электрической связью, электромагнитные свойства которых изменяются во времени и в пространстве.

2. Созданная в работе модель эффективной среды позволит описывать слоистые среды с сильной пространственной дисперсией.

3. Предложенное маскирующее покрытие будет стимулировать разработку универсальных перестраиваемых маскирующих покрытий, работающих для двух поляризаций электромагнитных волн.

Практическая реализация результатов работы: Результаты работы использовались при выполнении следующих проектов в рамках государственных контрактов федеральных целевых программ:

грант ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 - 2013 годы по конкурсу № НК-423П, мероприятия 1.2.2 «Проведение научных исследований научными группами под руководством кандидатов наук» (2009-2011 гг.). Тема НИР "Разработка нелокальных и предельно анизотропных метаматериалов для создания гиперлинз, позволяющих манипулировать распределениями ближнего поля в терагерцевом и оптическом диапазонах со сверхразрешением" -исполнитель;

грант ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 - 2013 годы по конкурсу № НК-531П, мероприятия № 1\2.1 Проведение научных исследований научными группами под руководством

распределений ближнего поля на основе метаматериалов" (2010-2012 гг.) -исполнитель;

грант Правительства Российской Федерации, для государственной поддержки научных исследований, проводимых под руководством ведущих ученых в российских образовательных учреждениях высшего профессионального образования (постановление правительства №220 от 9 апреля 2010 года) - исполнитель;

грант в форме субсидий для физических лиц на поддержку научных исследований из федерального бюджета в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы. Тема НИР «Разработка макета терагерцового спектрометра в непрерывном режиме с программным управлением для исследования метаматериалов» -исполнитель.

Защищаемые положения:

1. Разработан метод решения задач взаимодействия оптического поля со средами с магнитоэлектрической связью при наличии нестационарной неоднородности на основе интегральных уравнений Вольтерра.

2. Показано, что при взаимодействии точечного источника оптического излучения, помещенного в диэлектрик, с ионизированной средой происходит фокусировка дальнего поля вторичного излучения поверхностью раздела сред в точку, расположенную симметрично источнику относительно границы раздела сред, а также на границе раздела сред возникают поверхностные плазмоны.

3. Получено условие возбуждения поверхностных плазмон - поляритонов источником с плоским волновым фронтом на границе нестационарного полупространства, заполненного плазмой, которое связывает диэлектрическую проницаемость ионизируемой среды, плазменную частоту, частоту источника и угол падения волнового фронта на нестационарную границу.

4. Получены аналитические выражения для материальных параметров слоистых наноструктурированных металлодиэлектрических метаматериалов, которые зависят от значений волнового вектора, что позволяет учитывать эффекты сильной пространственной дисперсии, присутствующие в подобных структурах для оптического диапазона частот.

5. Продемонстрирован эффект маскировки объекта с использованием плазмоподобного покрытия на основе спиральных резонаторов с параметрами спиралей которые имеют одинаковый оптический отклик по диэлектрической и магнитной проницаемостям для ТЕ и ТМ поляризаций в частотном диапазоне 0.07-0.09 ТГц. Экспериментально показан эффект маскировки объекта с помощью покрытия с десятикратным масштабированием на частоте 0.008 ТГц.

Апробация основных результатов: Результаты диссертационной работы апробировались на 16 международных и российских конференциях:

International Conference on Mathematical Methods in Eelectromagnetic Theory (Харьков, Украина, 2006), Days on Diffraction (Санкт-Петербург, Россия, 2006, 2007, 2008, 2009), International Conference UWBUSIS (Севастополь, Украина, 2006), International Conference ICAT (Севастополь, Украина, 2007), международный форум "Радиоэлектроника и молодежь в XXI веке" (Харьков, Украина, 2007), международная конференция молодых ученых " Young Scientists Conference on Radiophysics and Electronics " (Харьков, Украина, 2007) International Conference P0-08( Eindhowen, The Netherlands, 2008), International Congress on Advanced Electromagnetic Materials in Microwaves and Optics (Лондон, Великобритания, 2009), SPIE Optics and Photonics (San Diego, USA, 2011, 2013), международной конференции молодых ученых и специалистов «Оптика» (Санкт-Петербург, Россия 2011, 2013), конференция молодых, ученых "Saint-Petersburg OPEN 2014" (Санкт-Петербург, Россия, 2014).

Публикации: Основные результаты диссертации изложены в 22 печатных работах, 7 из них в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Личный вклад

Все результаты, представленные в работе, а также их анализ, выполнены лично диссертантом или при непосредственном его участии.

Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы. Общий объем диссертации - 140 страниц, включая библиографию из 182 наименований. Работа содержит 31 рисунок, размещенный внутри глав.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность работы, сформулированы ее цель и задачи, перечислены научные положения, выносимые на защиту, определена структура работы.

В первой главе приведен обзор литературы по теме исследования явлений пространственно-временной дисперсии в средах. Рассмотрены различные численно-аналитические методы моделирования электромагнитных процессов при наличии нестационарности, а также моделей эффективной среды при наличии пространственной дисперсии.

Вторая глава посвящена разработке метода на основе интегральных уравнений Вольтерра, позволяющего решать задачи взаимодействия оптического поля с нестационарной неоднородностью в плазмоподобных средах с магнитоэлектрической связью. Этот подход базируется на результатах, изложенных в монографиях А.Г. Неруха и H.A. Хижняка, посвященных исследованию начально-краевых задач для уравнений Максвелла в однородной среде во временной области, путем сведения их к интегральному уравнению Вольтера второго рода.

Рассматривалась задача о преобразовании оптического поля в однородной линейной стационарной диэлектрической среде. Диэлектрическая и магнитная проницаемости этой среды равны е и ц соответственно. В некоторой области V(t), заданной характеристической функцией jf, которая

равна единице внутри области и нулю вне этой области, начиная с некоторого момента времени параметры среды становились функцией от времени. На границе нестационарной области К(£:) векторы поляризации и вектора напряженности электрического и магнитного полей терпят разрыв. Материальные уравнения, описывающие всю среду во всем пространстве имеют следующий вид:

Р = Х(Ры-Рех) + Рех

М = Х(М1п-Мех)+Мех, (1)

}=Х)т +1ех,

где величины с индексом "ех" относятся к среде вне области, величины с индексом "¡п" описывают среду внутри области Обобщенное матричное

уравнение Максвелла относительно шестимерного вектора ^ = имеет

следующий вид:

хт

V

\о о

где V = су- фазовая скорость,

¡ех - токи, описывающие сторонние источники, V - оператор набла,

1 - единичная матрица размерности 3x3.

Следует отметить, что благодаря использованию обобщенных функций и производных, уравнения (1) полностью описывают электромагнитное поле во всем пространстве и полностью учитывает начальные и граничные условия. Все характеристики нестационарной области собраны в правой части уравнения (2).

Для того чтобы получить интегральное уравнение Вольтера относительно обобщенного электромагнитного вектора была найдена функция Грина матричного уравнения Максвелла в 6-мерной формулировке во временной области (2):

ГО,« \

где 8(к) - дельта-функция Дирака, в (И) - функция Хевисайда, й = 7* — Т = е-С', Я = \г-г'\. *

Переход от уравнения Максвелла в дифференциальной форме к интегральному уравнению Вольтера второго рода производится посредством свертки функции Грина с правой частью уравнения (2), которая содержит всю информацию о нестационарности и границах неоднородности:

где символ 0 обозначает свертку.

Полученное таким образом интегральное уравнение Вольтерра эквивалентно уравнениям Максвелла и содержит в себе начальные и граничные условия, а также единым образом определяет поле во всем пространстве, включая как нестационарную область неоднородности, так и окружающее пространство.

Решение интегрального уравнения (4) может быть представлено через оператор резольвенты. Соответствующие операторы были получены для неограниченной магнитоэлектрической среды, плазмы, а также, плазменного полупространства. С помощью полученных операторов были рассмотрены модельные задачи о преобразовании плоской гармонической волны и преобразовании излучения точечного источника в однородной среде, параметры которой изменяются скачком в нулевой момент времени. Результаты полностью согласуются с ранее полученными результатами в работах Фелсена и Моргетфалера. Работа является логическим развитием метода интегральных уравнений.

В третьей главе с помощью метода интегральных уравнений Вольтерра исследовались эффекты, обусловленные границей нестационарной плазмы, например, при резкой ионизации, такие как фокусировка излучения и возбуждение поверхностных плазмон - поляритонов. Для случая возникновения плазменного полупространства получены распределения амплитуды напряженности электрического поля внутри и снаружи плазмы, рисунок 1.

(4)

-кг-0, w«0.5

-kr-l,w-0.5

-kfO.w-2

-kr-l,w-2

Рисунок 1 - Амплитуда напряженности электрического поля волны с частотой й, для расположения точечного источника в точке кх0 = — 5

Выявлен эффект перефокусировки вторичных волн источника в зеркально симметричную точку границей появившейся плазмы.

Показано, что в точке фокусировки поле имеет максимум, но остается конечным, в отличие от случая неограниченной среды. На рисунке 2 представлено распределение интенсивности поля / = + для расположения точечного источника в точке кх0 = — 5.

0,07

П)

6 0,06

М 0,05 I-

0 0,04 X

g 0,03

1 0,02

а

I 0,01

S

0,00

О 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 кх, o.e.

Рисунок 2 - Пространственное распределение интенсивности вторичных волн новой частоты П в нестационарном полупространстве расстояние от границы плазмы вдоль продольной координаты кх

Плоская граница «нестационарной» плазмы перефокусирует вторичные волны в точку зеркально симметричную относительно границы. Этот "временной эффект" может быть интересным для временной фокусировки

волны или для изготовления перестраиваемых метаматериалов. Важно, что в точке фокуса поле вторичной волны имеет пик (максимум), но этот максимум имеет конечное значение в отличие от случая неограниченной среды. Также исследованы граничные эффекты, в том числе возникновение плазмон -поляритонов после ионизации полупространства на границе плазма/диэлектрик.

Четвертая глава посвящена исследованию трансформации оптического излучения в поверхностные волны на нестационарной плазменной границе и выявлению условия появления поверхностных плазмон - поляритонов на границе плазма/диэлектрик при резком образовании плазмы в правом полупространстве, когда поле генерируется плоским источником. Положение источника рассматривается как параллельно границе раздела сред (в плазме), так и под углом к ней, как показано на рисунке 3.

у' М 1 1 L >11 1 1 ^ ! 11 i i i i i i 1 1 i i 1 1

0 ' 1 1 1 1 1 1 1 1 i i а||| г 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 lili

Рисунок 3 - (а) плоский источник излучения параллельный границе плазмы и расположенный на расстоянии а от границы плазменного полупространства; (б) плоскость источника расположена под углом а к границе плазмы; q -вектор, расположенный вдоль источника, к - волновой вектор. Внезапно генерированная плазма в правом полупространстве заштрихована вертикальными линиями

Была рассмотрена среда с диэлектрической проницаемостью е, в которой оптическое поле излучается плоским источником j = q5(x — а)ешС, где j - ток, описывающий сторонние источники. В нулевой момент времени полупространство х>0 ионизируется и в нем образуется плазма.

Проницаемость плазмы задается известным выражением ¿(ше, со) = е1— Щ, где £1 описывает бездисперсионную часть новой среды в полупространстве х>0 после нулевого момента времени, ые - плазменная частота. Показано, что при генерации начального поля плоским источником, расположенным под углом а к границе плазмы, волна с преобразованной (сдвинутой вверх) частотой, уходящая от границы плазмы, подобна плазмон - поляритону, только в том случае, когда выполнено следующее условие

s,sin2a — £ — —г > о.

1 ш2

В пятой главе диссертации была разработана модель эффективной среды, учитывающей пространственную дисперсию слоистого металло-

диэлектрического материала с гиперболической зависимостью диэлектрической проницаемости для описания плазмоподобных сред с сильной пространственной дисперсией. На основе теории нелокальной гомогенизации, предложенной М.Сильверинья были получены аналитические выражения для нелокальных материальных параметров метаматериала.

В диссертации была рассмотрена бесконечная структура, состоящая из двух повторяющихся в пространстве слоев с диэлектрическими проницаемостями е1 и е2, и толщинами й1 и с/2 соответственно. Предполагалось, что равномерно распределённые по объёму свободные заряды создают в этой системе ток с плотностью /(х,у,г) = ]0е1^кхХ+куу+к^. Этот ток, в общем случае, будет возбуждать в слоистом материале волну с произвольной поляризацией. Но можно выбрать направление тока таким образом, чтобы волна была ТЕ- или ТМ-поляризованной. Декартова система координат была введена так, чтобы волновой вектор к поля тока был зафиксирован в плоскости ХУ и рассмотрены случаи, когда ток направлен по осям что будет соответствовать случаям ТЕ-, ТМ-поляризации

(рисунок 4). Для удобства ТМ-поляризация при направлении тока по оси У обозначена, как ТМ, , а при направлении тока по оси X как - ТМ3.

Рисунок 4 - Схема рассматриваемого метаматериала и расположения векторов электромагнитного поля для трех случаев направлений тока:

С помощью аналитического моделирования были получены зависимости всех компонент тензора нелокальной диэлектрической проницаемости описанной выше структуры, состоящей из периодически повторяющихся в пространстве слоёв серебра и оксида гафния от значений волнового вектора. Таким образом, в данном метаматериале был выявлен эффект пространственной дисперсии в виде зависимости от волнового вектора компоненты диэлектрической проницаемости в направлении, перпендикулярном слоям структуры. Показан различный характер зависимости двух компонент тензора диэлектрической проницаемости от компонент волнового вектора в направлениях параллельных слоям, но по-разному ориентированных по отношению к волновому вектору. А также,

выявлена прецессия оптической оси кристалла, которая проявляется в неравенстве нулю недиагональных компонент тензора диэлектрической проницаемости.

Шестая глава посвящена исследованию модели цилиндрического маскирующего покрытия на основе спиральных резонаторов. Предложенное в данной работе маскирующее покрытие разработано с использованием принципов трансформационной оптики для двух поляризаций, которое позволяет скрыть объект в терагерцевом диапазоне частот.

В качестве структурной единицы маскирующего покрытия была использована каноническая спираль, рисунке 5. Токи, индуцируемые в маленьких спиральках, генерируют электрический диполь (проволочки) и магнитный диполь (завиток).

элемента (спирального резонатора) маскирующего покрытия

Путем подбора оптимальных параметров спирали (радиус кольца, радиус проволоки, длина электрического диполя) можно добиться одинаковых электрического и магнитного откликов от спиральных частиц: радиус кольца Я = 0.185 мм, длина плеча спирали I = 0.269 мм, радиус проволоки г0 = 0.01 мм в частотном диапазоне от 0.075 до 0.095 ТГц

Конструкция маскирующего покрытия представляет собой круговую пластину с набором концентрических колец толщиной й = 1 мм. На каждом из колец расположены в произвольном порядке спиральные резонаторы, в середине пластины помещается объект, который при воздействии поля дипольной антенны на определенной частоте становиться невидимым. Количество спиральных частиц в каждом из колец рассчитывается, исходя из учета размеров элементарной ячейки и плотности спиральных частиц в каждом кольце. Для компенсации киральности в каждом слое бралось четное количество спиралей - одинаковое количество левосторонних и правосторонних спиралей. В данной конфигурации покрытия использовалось 8 слоев со следующим количеством спиралей, в каждом слое: 30, 32, 30, 30, 28, 26, 24, 22. Фотография конструкции покрытия показана на рисунке 6.

Рисунок 6 - Фотография конструкции маскирующего покрытия для горизонтальной конфигурации маскирующего покрытия, состоящего из спиральных структур

Численное моделирование предложенного маскирующего покрытия с внешним радиусом 11 мм и внутренним радиусом 3 мм выполнялось в программных пакетах CST Microwave Studio и Comsol Multiphysics методом конечных разностей во временной области (FDTD) и методом конечных разностей (FEM), соответственно (рисунки 7(a)-7(6)).

Цилиндр с маскировкой Цилиндр без маскировки

(а) (б)

Рисунок 7 - (а) Результат моделирования распределения поля в маскирующем покрытии - с учетом пространственной дисперсии в Comsol Multiphysics; (б) с учетом размеров спиралей в CST Microwave Studio

Экспериментальная реализация предложенного маскирующего покрытия проводилась со структурой, параметры которой были масштабированы в десять раз относительно параметров описанных выше. Скрываемый объект представляет собой медный цилиндр диаметром 6 см и высотой 1 см. Цилиндр с маскирующим покрытием помещался в плоский волновод, и возбуждался гауссовым пучком с плоским волновым фронтом. Нижняя пластина волновода, на которой размещался объект и находился источник возбуждения, оставалась неподвижной, в то время как верхняя пластина с коаксиальной приемной антенной перемещалась, осуществляя,

таким образом, процесс электромагнитного поля.

2D сканирования амплитуды

фазы

Амплитуда

Рисунок 8 - Экспериментальное распределение амплитуды и фазы поля для горизонтального расположения спиралей (магнитный диполь) на частоте 8.49 ГГц: (а, в) экспериментальные измерения для замаскированного цилиндра; (б, г) экспериментальные измерения для цилиндра без покрытия

Края плоского волновода изолировались поглотителем для предотвращения любых возможных отражений. Измерения проводились в диапазоне от 7 до 10 ГГц. Измерялось 2D распределение напряженности электрического поля для горизонтального расположения спиралей. Как видно из экспериментальных данных распределения амплитуды и фазы напряженности электрического поля, присутствие клокинг-устройства позволяет восстановить (скорректировать) фазовый фронт и уменьшить теневую область за объектом (рисунок 8).

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в индексируемых журналах, рекомендованных ВАК:

1) Vozianova A.V. Plasmon polaritons excitation at rapidly generated plasma interface // Nanosystems: physics, chemistry, mathematics. - 2014. - V.2. - N.5. -P.249-257. - 0,6/0,6 пл.

2) Возианова A.B., Ходзицкий M.К. Маскирующее покрытие на основе спиральных резонаторов // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. - 2012. - № 4(80). - С. 28-33. - 0,31/0,16 п.л.

3) A.V. Chebykin, A.A. Orlov, A.V. Vozianova, S.I. Maslovski, Yu.S. Kivshar, and P.A. Belov Nonlocal effective medium model for multilayered metal-dielectric

dielectric metamaterials //Phys. Rev. B. 2011. - Vol.84. - №11. - P 115438 -115446.-0,6/0,1 пл.

4) Vozianova A.V., Nerukh A.G. Surface quasi plasmon polaritons on plane boundary of ionezed plasma // Telecom. Rad.Eng. - 2010. - Iss. 69. - N 20. - P. 1851-1857.-0,44/0,22 п.л.

5) Vozianova A.V., Nerukh A.G. Resolvent operator of Maxwell's equations for 6-D field vector // In.: IEEE Proceedings of International Conference Antenna Theoiy and Techniques. -2007. - V.72161 - P. 188-190.-0,19/0,1 п.л.

6) Vozianova, S. Yliseyev, A. Nerukh Focusing pulses by plane boundary of nonstationary medium // In.: IEEE Proceedings of International Conference on Ultrawideband and Ultrashort Impulse Signals. - 2006. -V. 72444. - P.266-268. - 0.19/0.06 п.л.

7) Vozianova, S. Yliseyev, A. Nerukh, Initial-value problem for Maxwell's equations in plasma half-space with plane boundary // In.: IEEE Proceedings of 11th International Conference on Mathematical Methods in Electromagnetic Theory. - 2006. - V. 69927 - P.449-451. - 0,19/0,06 пл.

Статьи в других изданиях:

8) Гурвиц Е.А., Возианова А.В., Ходзицкий М.К. Моделирование маскирующего покрытия с материальными параметрами, зависящими от угла для терагерцового диапазона частот // Сборник трудов восьмой международной конференции молодых ученых и специалистов «Оптика-2013». - Санкт-Петербург. - 2013. - С. 418-421.-0,25/0,08 пл.

9) Возианова А.В., Короленко С.Ю. Оператор резольвенты для нестационарного плазменного полупростанства и явление перефокусировки // Сборник трудов восьмой международной конференции молодых ученых и специалистов «0птика-2013». - Санкт-Петербург. - 2013. - С. 425-427.-0,19/0,1 пл.

10) Возианова А.В., Ходзицкий М.К., Шадривов И.В., Белов П.А., Кившарь Ю.С. Метаматериальное маскирующее покрытие на основе спиральных резонаторов // Сборник трудов седьмой международной конференции молодых ученых и специалистов «0птика-2011». - Санкт-Петербург. - С. 666-670. - 0,31/0,06 пл.

11) Возианова А.В. Излучение внешнего поля плоского источника от внезапно генерируемой плазмы // Радиоэлектроника и Информатика. -2010. - № 2. С. 13-20. - 0,5/0,5 п.л.

12) Чебыкин А.В., Возианова А.В., Орлов А.А., Кившар Ю.С., Белов ILA. Теория нелокальной гомогенизации слоистых металлодиэлектрических наноструктурированных оптических метаматериалов // Труды научно-исследовательского центра фотоники и оптоинформатики. - Санкт-Петербург. - 2010. - Вып. 2. - С. 92-112. - 1,25/0,25 пл.

13) А.V.Vozianova, Nerukh A.G.,External field radiation of plane source from instantly generated plasma // In.: Proceedings of 3rd International Congress on Advanced Electromagnetic Materials in Microwaves and Optics. London -2009. P. 483-485. - 0,19/0,1 пл.

14) A.V.Vozianova, Nerukh A.G. Surface plasmon polariton in non-stationary problems // Abstracts of International Conference "Days on Difftaction-2009", Russia. Saint Petersburg. - 2009. P.I43-144. - 0,13/0,07 пл.

15) Anna Vozianova, Alexander Nerukh, Surface quasi-plasmon-polaritons at a plane boundary of newly created plasma // Abstracts of International Conference OWTNM 2008. Eindhowen. - 2008. - P.30. - 0,06/0,03 п.л.

16) A.V.Vozianova, Nerukh A.G. Appearing of plasmon-polaritons at the plasma boundary // Abstracts of International Conference "Days on Difiraction-2008". Saint Petersburg. - 2008. - P.51. - 0,06/0,03 пл.

17) Возианова A.B., Hepyx А.Г. Поверхностные квази-плазмон-полярихоны на плоской границе ионизированной среды // Радиотехника. - Харьков: "Коллегиум". - 2008. - Вып. 154. - С. 130-133.-0,25/0,13 п.л.

18) Vozianova A.V., Nerukh A.G. Resolvent operator of Maxwell's equations for 6-D field vector in the half-space // VII Kharkiv Young Scientists Conference on Radiophysics and Electronics (YSC'07). Kharkov. -2007. -P.51. -0,06/0,03 пл.

19) Возианова A.B., Hepyx А.Г. Резольвентный оператор уравнений Максвелла для 6-мерного вектора поля // Радиотехника. - Харьков: "Коллегиум". - 2007. - Вып. 149. - С. 5-11. - 0,44/0,22 п.л.

20) Vozianova A.V. 6-D Green's fimction and resolvent operator for the initial-value problem for Maxwell's equation // XXI Young Scientists Forum. Kharkiv. - 2007. - P.53. - 0,06/0,06 пл.

21) Vozianova A.V., Nerukh A.G. Resolvent operator of Maxwell's equations for 6-D field vector // Abstracts of International Conference "Days on Diffraction-2007". Saint Petersburg. - P.90. - 0,19/0,1 п.л.

22) Vozianova A.V., Nerukh A.G. 6-D Resolvent to initial problems for Maxwell's equations // Abstracts of International Conference "Days on Diffraction-2006". Saint Petersburg. - 2006. - P.97. - 0,06/0,03 пл.

Тиражирование и брошюровка выполнены в учреждении

«Университетские телекоммуникации»

197101, Санкт-Петербург, Саблинская ул., 14

Тел. (812)233 46 69.

Объем 1,0 у.п.л. Тираж 100 экз.