| Περίληψη |
Η μεταπτυχιακή εργασία αποτελείται από δύο κύρια μέρη: 1) Παρουσίαση διηλεκτρικής πολαριτονικής μεταεπιφάνειας που αποτελείται από καταλλήλως διαμορφωμένους κυλίνδρους, ώστε να υποστηρίζει το δυναμικό ανάπολο (μη ακτινοβολούσα κατανομή εναλασσόμενου ρεύματος). Το πρώτο μέρος είναι επισύναψη δημοσίευσης στην οποία είμαι πρώτη συγγραφέας και υποβλήθηκε πρόσφατα στο περιοδικό Physical Review B . Στη δημοσίευση αυτή εξετάζονται δύο τρόποι για την επίτευξη του αναπόλου: πρώτον, συνδυάζοντας ρυθμούς που βασίζονται στην πρώτη και τέταρτη μικτή τοροηδείς διπολική Μie διέγερση ενός κυλίνδρου υψηλής διηλεκτρικής σταθεράς από LiTaO3, και δέυτερον καταρρίπτοντας την κυλινδρική συμμετρία, επιτρέποντας σημαντική τοροειδής ροπή να προκύψει από την μαγνητικού τετραπόλου Mie διέγερση. Όσον αφορά και τους δύο σχεδιασμούς, η διατομή κάθε κυλίνδρου εναλλάσεται κατά το μήκος του με δυαδικό τρόπο, από μικρότερες σε μεγαλύτερες διατομές, ενώ ταυτόχρονα η κυκλική συμμετρία πρέπει να «σπάσει» προκειμένου να απομακρυνθούν παρασιτικοί μαγνητικοί ρυθμοί. Τα τμήματα μικρών διατομών είναι οι κύριες πηγές των ηλεκτρικών διπόλων Mie ρυθμών, ενώ τα τμήματα μεγαλύτερων διατομών επιτρέπουν την διέγερση του τέταρτου, μικτού τοροιεδούς διπόλου Mie ρυθμού (στον πρώτο σχεδιασμό) ή του υβριδικού μαγνητικού τετραπόλου Mie ρυθμού (στον δεύτερο σχεδιασμό). Η ευαισθησία της κατάστασης του αναπόλου εξετάζεται στην περίπτωση απωλειών του υλικού, συμπεραίνοντας ότι οι προτινόμενες διατάξεις μεταεπιφανειών προσφέρουν ένα ρεαλιστικό σχήμα για την πραγμάτωση του αναπόλου στο εύρος των χαμηλών THz. 2) Ένας πρακτικός και εύκολος τρόπος για την υλοποίηση του αναπόλου προκύπτει από την εκμετάλευση των διηλεκτρικών ιδιοτήτων του νερού. Όντας πολικό μόριο με προσαρμοζόμενα χαρακτηριστικά, το νερό μπορεί να οδηγήσει σε νέες εφαρμογές, μέσω της ενσωμάτωσης του σε μεταπιφάνειες αποτελούμενες από πολλούς κυλίνδρους. Μέσω της θεωρητικής ανάλυσης, εκτιμάται η ανθεκτικότητα της αναπολικής κατάστασης, που σε αυτή την περίπτωση προκύπτει από συλλογικό τοροιηδές διπολικό υπερ-ρυθμό, για υλοποίηση στο εύρος των χαμηλών GHz. Το μοντέλο του Debye διαδεμένο και ακριβές για αυτό το έυρος συχνοτήτων, χρησιμοποιήθηκε για την περιγραφή της διηλεκτρικής συνάρτησης του νερού. Τέλος, η θεωρία συγκρίνεται με τα αποτελέσματα πειράματος που πραγματοποιήθηκε σε ένα από τα εργαστήρια του Forth IESL, και παρέχονται συμπεράσματα τα οποία καταλήγουν στην ικανοποιητική συμφωνία πειράματος-θεωρίας, ανοίγοντας το δρόμο για την χρήση του νερού σε πληθώρα εφαρμογών.
|
Dynamic anapole: realization by metasurfaces made of sculptured and water-based cylinders
