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Fabricating Metamaterials Using the Fiber Drawing Method

Metamaterials are man-made composite materials, fabricated by assembling components much smaller than the wavelength at which they operate 1. They owe ...

University of Sydney 

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Radiation dose measurements based on scintillator detection are conveniently made by coupling the light from the scintillator into an optical fiber. The low light levels involved typically require sensitive photodetectors, so it is advantageous to increase the available signal by optimizing the optical coupling efficiency between the scintillator and optical fiber. We model this process using geometric optics and finite-element ray tracing to determine the features that maximize the amount of light coupled to an optical fiber from a cylindrical scintillator. We also address whether the coupling can be improved by using an intermediate optical element such as a lens, and we provide a means for calculating its required optical properties for a given geometry.

Optimal coupling of light from a cylindrical scintillator into an optical fiber.

Dosim&egrave;tres thermoluminescents bas&eacute;es sur la d&eacute;tection de scintillateur sont id&eacute;alement faites en couplant la lumi&egrave;re depuis le scintillateur dans une fibre optique. Les faibles niveaux de lumi&egrave;re impliqu&eacute;s n&eacute;cessitent des photo-r&eacute;cepteurs sensibles, donc il est pr&eacute;f&eacute;rable d&#39;augmenter le signal disponible en optimisant l&#39;efficacit&eacute; de couplage optique entre le scintillateur et fibre optique. Nous mod&eacute;lisons ce processus &agrave; l&#39;aide d&#39;optique g&eacute;om&eacute;trique et finis ray tracing pour d&eacute;terminer les fonctionnalit&eacute;s qui optimisent la quantit&eacute; de lumi&egrave;re coupl&eacute; &agrave; une fibre optique d&#39;un scintillateur cylindrique. Nous abordons &eacute;galement si l&#39;accouplement peut &ecirc;tre am&eacute;lior&eacute;e en utilisant un &eacute;l&eacute;ment optique interm&eacute;diaire comme une lentille, et nous fournissent un moyen pour le calcul de ses propri&eacute;t&eacute;s optiques requises pour une g&eacute;om&eacute;trie donn&eacute;e.

Couplage optimale de la lumi&egrave;re d&#39;un scintillateur cylindrique dans une fibre optique.

Strahlungsmessungen Dosis auf der Grundlage von Szintillator-Erkennung erfolgen bequem durch Kopplung das Licht von den Szintillator in einer Glasfaser. Die geringen Lichtst&auml;rken beteiligten erfordern normalerweise empfindliche Photodetektoren, so ist es vorteilhaft, das verf&uuml;gbare Signal zu erh&ouml;hen, indem Wirkungsgradoptimierung die optische Kopplung zwischen dem Szintillator und Glasfaser. Wir modellieren dieser Proze&szlig; mit geometrischen Optik und Finite-Elemente-Raytracing Funktionen zu bestimmen, die die Menge an Licht zu maximieren gekoppelt an ein Lichtwellenleiter aus einem zylindrischen Szintillator. Wir befassen uns auch, ob die Kupplung mit einem optischen Zwischenelement wie eine Linse verbessert werden kann, und wir eine M&ouml;glichkeit bieten f&uuml;r die Berechnung der erforderlichen optischen Eigenschaften f&uuml;r gegebener Geometrie.

Optimale Kopplung von Licht aus einem zylindrischen Szintillator in einer Glasfaser.

Misurazione delle dosi di radiazione basati sul rilevamento di scintillatore sono convenientemente realizzati accoppiando la luce da scintillatore in fibra ottica. I bassi livelli di luce coinvolti richiedono tipicamente fotorivelatori sensibili, quindi &egrave; vantaggioso per aumentare il segnale disponibile ottimizzando l&#39;efficienza di accoppiamento ottico tra lo scintillatore e fibra ottica. Abbiamo modello questo processo utilizzando ottica geometrica ed elementi finiti ray tracing per determinare le caratteristiche che massimizzare la quantit&agrave; di luce accoppiato a fibra ottica da uno scintillatore cilindrico. Ci rivolgiamo anche se l&#39;accoppiamento pu&ograve; essere migliorata utilizzando un elemento ottico intermedio come una lente, e ci forniscono un mezzo per il calcolo della sua propriet&agrave; ottiche necessarie per una determinata geometria.

Accoppiamento ottima di luce da uno scintillatore cilindrico in fibra ottica.

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&#x6700;&#x9069;&#x306E;&#x7D50;&#x5408;&#x5186;&#x7B52;&#x30B7;&#x30F3;&#x30C1;&#x30EC;&#x30FC;&#x30BF;&#x304B;&#x3089;&#x306E;&#x5149;&#x306E;&#x5149;&#x30D5;&#x30A1;&#x30A4;&#x30D0;&#x30FC;&#x306B;&#x306F;&#x3002;

&#xBC29;&#xC0AC;&#xC120; &#xBCF5;&#xC6A9;&#xB7C9; &#xCE21;&#xC815; scintillator &#xAC80;&#xCD9C;&#xC5D0; &#xB530;&#xB77C; &#xD3B8;&#xB9AC; &#xD558; &#xAC8C;&#xB294; scintillator&#xC5D0;&#xC11C; &#xAD11;&#xC12C;&#xC720;&#xC5D0; &#xBE5B;&#xC744; &#xCEE4;&#xD50C;&#xB9C1; &#xD558; &#xC5EC; &#xB9CC;&#xB4E4;&#xC5B4;&#xC9C4;&#xB2E4;. Scintillator&#xC640; &#xAD11;&#xC12C;&#xC720; &#xAD11;&#xD559; &#xCEE4;&#xD50C;&#xB9C1; &#xD6A8;&#xC728;&#xC744; &#xCD5C;&#xC801;&#xD654; &#xD558; &#xC5EC; &#xC0AC;&#xC6A9;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xB294; &#xC2E0;&#xD638;&#xB97C; &#xC99D;&#xAC00; &#xD558;&#xB294; &#xAC83;&#xC774; &#xC88B;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4; &#xB0AE;&#xC740; &#xC870;&#xBA85; &#xC218;&#xC900; &#xAD00;&#xB828; &#xB41C; &#xC77C;&#xBC18;&#xC801;&#xC73C;&#xB85C; &#xBBFC;&#xAC10;&#xD55C; &#xAC80;&#xCD9C;&#xAE30;&#xAC00; &#xD544;&#xC694; &#xD569;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xAE30; &#xD558; &#xAD11;&#xD559;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC;&#xC774; &#xD504;&#xB85C;&#xC138;&#xC2A4;&#xB97C; &#xBAA8;&#xB378; &#xD558; &#xACE0; &#xBE5B;&#xC758; &#xC591;&#xC744; &#xCD5C;&#xB300;&#xD654; &#xAE30;&#xB2A5; &#xACB0;&#xC815;&#xC744; &#xC720;&#xD55C; &#xC694;&#xC18C; &#xAD11;&#xC120; &#xCD94;&#xC801; &#xC6D0;&#xD1B5;&#xD615; scintillator&#xC5D0;&#xC11C; &#xAD11;&#xC12C;&#xC720;&#xB97C; &#xACB0;&#xD569;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xB610;&#xD55C; &#xCEE4;&#xD50C;&#xB9C1; &#xB80C;&#xC988;&#xB97C; &#xAC19;&#xC740; &#xC911;&#xAC04; &#xAD11;&#xD559; &#xC694;&#xC18C;&#xB97C; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xD5A5;&#xC0C1; &#xC2DC;&#xD0AC; &#xC218; &#xC788;&#xB294;&#xC9C0; &#xC5EC;&#xBD80; &#xD2B9;&#xC815;&#xB41C; &#xD615;&#xC0C1;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xD544;&#xC694;&#xD55C; &#xAD11;&#xD559; &#xC18D;&#xC131;&#xC744; &#xACC4;&#xC0B0; &#xD558;&#xAE30; &#xC704;&#xD55C; &#xC218;&#xB2E8;&#xC744; &#xC81C;&#xACF5; &#xC8FC;&#xC18C;.

&#xAD11;&#xC12C;&#xC720;&#xC5D0; &#xBE5B; &#xC6D0;&#xD1B5; scintillator&#xC5D0;&#xC11C;&#xC758; &#xCD5C;&#xC801;&#xC758; &#xCEE4;&#xD50C;&#xB9C1;.

Mediciones de dosis de radiaci&oacute;n basadas en la detecci&oacute;n de scintillator se hacen convenientemente por el acoplamiento de la luz del scintillator en una fibra &oacute;ptica. Los bajos niveles de luz que requieren t&iacute;picamente fotodetectores sensibles, por lo que es ventajoso para aumentar la se&ntilde;al disponible mediante la optimizaci&oacute;n de la eficiencia de acoplamiento &oacute;ptico entre el scintillator y fibra &oacute;ptica. Modelizamos este proceso utilizando la &oacute;ptica geom&eacute;trica y trazado de rayos de elementos finitos para determinar las caracter&iacute;sticas que maximizan la cantidad de luz junto a una fibra &oacute;ptica de un scintillator cil&iacute;ndrico. Abordamos tambi&eacute;n si el acoplamiento puede mejorarse mediante el uso de un elemento &oacute;ptico intermedio como una lente, y proporcionar un medio para calcular sus propiedades &oacute;pticas requeridos para una determinada geometr&iacute;a.

Acoplamiento &oacute;ptimo de la luz de un scintillator cil&iacute;ndrica en una fibra &oacute;ptica.

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&#x7EC7;&#x9020;&#x7684;&#x4E0D;&#x53EF;&#x89C1;&#x7684;&#x7EBF;&#x7A0B;&#xFF1A; &#x5149;&#x5B66;&#x9690;&#x5F62;&#x7684;&#x5F02;&#x5411;&#x4ECB;&#x8D28;&#x7EA4;&#x7EF4;&#x7684;&#x8BBE;&#x8BA1;&#x3002;

We present the design of an invisible metamaterial fibre operating at optical frequencies, which could be fabricated by adapting existing fibre drawing techniques. The invisibility is realised by matching the refractive index of the metamaterial fibre with the surroundings. We present a general recipe for the fabrication of such fibres, and numerically characterise a specific example using hexagonally arranged silver nanowires in a silica background. We find that invisibility is highly sensitive to details of the metamaterial boundary, a problem that is likely to affect most invisibility and cloaking schemes.

Weaving the invisible thread: design of an optically invisible metamaterial fibre.

Nous pr&eacute;sentons la conception d&#39;une fibre M&Eacute;TAMAT&Eacute;RIAU invisible fonctionnant &agrave; des fr&eacute;quences optiques, ce qui pourraient &ecirc;tre fabriqu&eacute;es en adaptant les techniques de dessin de fibre. L&#39;invisibilit&eacute; est r&eacute;alis&eacute;e en faisant correspondre l&#39;indice de r&eacute;fraction de la fibre M&Eacute;TAMAT&Eacute;RIAU avec l&#39;environnement. Nous pr&eacute;sentons une recette g&eacute;n&eacute;rale pour la fabrication de ces fibres et caract&eacute;riser num&eacute;riquement un exemple pr&eacute;cis &agrave; l&#39;aide de nanofils argent fa&ccedil;on hexagonale dispos&eacute;s dans un fond de silice. Nous trouvons que l&#39;invisibilit&eacute; est tr&egrave;s sensible aux d&eacute;tails de la limite du M&Eacute;TAMAT&Eacute;RIAU, un probl&egrave;me qui est susceptible d&#39;affecter la plupart invisibilit&eacute; et la dissimulation des r&eacute;gimes.

Tissant le fil invisible : conception d&#39;une fibre M&Eacute;TAMAT&Eacute;RIAU optiquement invisible.

Wir pr&auml;sentieren den Entwurf eine unsichtbare metamaterial Faser bei optischen Frequenzen, die durch eine Anpassung der bestehenden Faser Zeichnung Techniken hergestellt werden konnte. Die Unsichtbarkeit wird realisiert durch den Abgleich der Brechungsindex von metamaterial Faser mit der Umgebung. Wir pr&auml;sentieren ein allgemeine Rezept zur Herstellung von solchen Fasern und numerisch charakterisieren ein konkretes Beispiel mit hexagonal angeordneten Silber Nanowires in einem Kiesels&auml;ure-Hintergrund. Wir finden, dass Unsichtbarkeit hochsensiblen zu Details der metamaterial Grenze, ein Problem ist, das meisten Unsichtbarkeit und cloaking Systeme beeinflussen.

Weben die Unsichtbare Bedrohung: Entwurf einer optisch unsichtbar metamaterial Faser.

Vi presentiamo il disegno di un invisibile fibra metamateriale operanti a frequenze ottiche, che potrebbero essere fabbricate adattando le attuali tecniche di disegno di fibra. L&#39;invisibilit&agrave; &egrave; realizzato abbinando l&#39;indice di rifrazione della fibra metamateriale con l&#39;ambiente circostante. Noi presentiamo una ricetta generale per la realizzazione di tali fibre e numericamente caratterizzano un esempio specifico usando nanofili d&#39;argento dello organizzato in uno sfondo di silice. Troviamo che l&#39;invisibilit&agrave; &egrave; altamente sensibile ai dettagli del metamateriale limite, un problema che possa pregiudicare la maggior parte dell&#39;invisibilit&agrave; e sistemi di occultamento.

Tessitura il filo invisibile: progettazione di una fibra metamateriale otticamente invisibile.

&#x65E2;&#x5B58;&#x306E;&#x30D5;&#x30A1;&#x30A4;&#x30D0; &#x30FB;&#x63CF;&#x753B;&#x6280;&#x8853;&#x3092;&#x9069;&#x5FDC;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x306B;&#x3088;&#x308A;&#x4F5C;&#x88FD;&#x3057;&#x305F;&#x5149;&#x306E;&#x5468;&#x6CE2;&#x6570;&#x3067;&#x52D5;&#x4F5C;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x308B;&#x76EE;&#x306B;&#x898B;&#x3048;&#x306A;&#x3044;&#x30E1;&#x30BF;&#x30DE;&#x30C6;&#x30EA;&#x30A2;&#x30EB; &#x30D5;&#x30A1;&#x30A4;&#x30D0;&#x30FC;&#x306E;&#x30C7;&#x30B6;&#x30A4;&#x30F3;&#x3092;&#x63D0;&#x793A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x76EE;&#x306B;&#x898B;&#x3048;&#x306A;&#x3044;&#x30E1;&#x30BF;&#x30DE;&#x30C6;&#x30EA;&#x30A2;&#x30EB; &#x30D5;&#x30A1;&#x30A4;&#x30D0;&#x3001;&#x5468;&#x56F2;&#x3068;&#x306E;&#x5C48;&#x6298;&#x3092;&#x7167;&#x5408;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x5B9F;&#x73FE;&#x3057;&#x3066;&#x3044;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x79C1;&#x305F;&#x3061;&#x306F;&#x305D;&#x306E;&#x3088;&#x3046;&#x306A;&#x7E4A;&#x7DAD;&#x306E;&#x4F5C;&#x88FD;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x4E00;&#x822C;&#x7684;&#x306A;&#x30EC;&#x30B7;&#x30D4;&#x3092;&#x63D0;&#x793A;&#x3057;&#x3001;&#x6570;&#x5024;&#x516D;&#x89D2;&#x898B;&#x5408;&#x3044;&#x9280;&#x30CA;&#x30CE;&#x30EF;&#x30A4;&#x30E4;&#x30FC; &#x30B7;&#x30EA;&#x30AB;&#x306E;&#x80CC;&#x666F;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3059;&#x308B;&#x7279;&#x5B9A;&#x306E;&#x4F8B;&#x3092;&#x7279;&#x5FB4;&#x4ED8;&#x3051;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x76EE;&#x306B;&#x898B;&#x3048;&#x306A;&#x3044;&#x304C;&#x30E1;&#x30BF;&#x30DE;&#x30C6;&#x30EA;&#x30A2;&#x30EB;&#x306E;&#x5883;&#x754C;&#x306F;&#x3001;&#x307B;&#x3068;&#x3093;&#x3069;&#x76EE;&#x306B;&#x898B;&#x3048;&#x306A;&#x3044;&#x3068;&#x30B9;&#x30AD;&#x30FC;&#x30E0;&#x3092;&#x30AF;&#x30ED;&#x30FC;&#x30AD;&#x30F3;&#x30B0;&#x306B;&#x5F71;&#x97FF;&#x3059;&#x308B;&#x53EF;&#x80FD;&#x6027;&#x304C;&#x3042;&#x308B;&#x554F;&#x984C;&#x306E;&#x8A73;&#x7D30;&#x306B;&#x975E;&#x5E38;&#x306B;&#x654F;&#x611F;&#x3067;&#x3042;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x898B;&#x3064;&#x3051;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

&#x898B;&#x3048;&#x306A;&#x3044;&#x7CF8;&#x3092;&#x7E54;&#x308A;: &#x5149;&#x5B66;&#x7684;&#x306B;&#x76EE;&#x306B;&#x898B;&#x3048;&#x306A;&#x3044;&#x306E;&#x30E1;&#x30BF;&#x30DE;&#x30C6;&#x30EA;&#x30A2;&#x30EB; &#x30D5;&#x30A1;&#x30A4;&#x30D0;&#x306E;&#x8A2D;&#x8A08;&#x3002;

&#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xBCF4;&#xC774;&#xC9C0; &#xC54A;&#xB294; metamaterial &#xD30C;&#xC774;&#xBC84; &#xAE30;&#xC874; &#xD30C;&#xC774;&#xBC84; &#xB4DC;&#xB85C;&#xC789; &#xAE30;&#xBC95;&#xC744; &#xCC44;&#xD0DD; &#xD558; &#xC5EC; &#xC870;&#xC791; &#xC218; &#xAD11; &#xC8FC;&#xD30C;&#xC218;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC6B4;&#xC601;&#xC758; &#xB514;&#xC790;&#xC778;&#xC744; &#xC81C;&#xC2DC;. &#xD22C;&#xBA85; &#xC8FC;&#xC704;&#xB85C; metamaterial &#xC12C;&#xC720;&#xC758; &#xAD74;&#xC808;&#xB960;&#xC744; &#xBE44;&#xAD50; &#xD558; &#xC5EC; &#xAE68; &#xB2EC; &#xC558;. &#xC6B0;&#xB9AC; &#xAC19;&#xC740; &#xC12C;&#xC720;&#xC758; &#xC81C;&#xC870;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC77C;&#xBC18;&#xC801;&#xC778; &#xC81C;&#xC870; &#xBC95;&#xC744; &#xC81C;&#xC2DC; &#xD558; &#xACE0; &#xC22B;&#xC790;&#xB85C; characterise hexagonally &#xBC30;&#xC5F4;&#xB41C; &#xC2E4;&#xBC84; &#xC815; &#xC2E4;&#xB9AC; &#xCE74; &#xBC31;&#xADF8;&#xB77C;&#xC6B4;&#xB4DC;&#xB85C; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xD2B9;&#xC815; &#xD55C; &#xC608;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xD22C;&#xBA85; metamaterial &#xACBD;&#xACC4;&#xC758; &#xB300;&#xBD80;&#xBD84;&#xC758; &#xD22C;&#xBA85; &#xD558; &#xACE0; &#xD074; &#xB85C;&#xD0B9; &#xBC29;&#xC2DD;&#xC5D0; &#xC601;&#xD5A5;&#xC744; &#xC904; &#xAC00;&#xB2A5;&#xC131;&#xC774; &#xC788;&#xB294; &#xBB38;&#xC81C; &#xC138;&#xBD80; &#xC0AC;&#xD56D;&#xC5D0; &#xB9E4;&#xC6B0; &#xBBFC;&#xAC10;&#xD55C; &#xBC1C;&#xACAC; &#xD588;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;.

&#xC81C; &#xC9C1; &#xB208;&#xC5D0; &#xBCF4;&#xC774;&#xC9C0; &#xC54A;&#xB294; &#xC2A4;&#xB808;&#xB4DC;: &#xAD11;&#xD559; &#xBCF4;&#xC774;&#xC9C0; &#xC54A;&#xB294; metamaterial &#xD30C;&#xC774;&#xBC84;&#xC758; &#xB514;&#xC790;&#xC778;.

Presentamos el dise&ntilde;o de una fibra de metamaterial invisible operan a frecuencias &oacute;pticas, que podr&iacute;an ser fabricadas por adaptar las t&eacute;cnicas de dibujo existentes de fibra. La invisibilidad se realiza comparando el &iacute;ndice de refracci&oacute;n de la fibra metamaterial con el entorno. Presentamos una receta general para la fabricaci&oacute;n de estas fibras y caracterizar num&eacute;ricamente un ejemplo concreto utilizando nanocables plata hexagonally dispuesta en un fondo de s&iacute;lice. Encontramos que la invisibilidad es altamente sensible a los detalles de la frontera metamaterial, un problema que puede afectar a la mayor&iacute;a de la invisibilidad y esquemas de camuflaje.

Tejer el hilo invisible: dise&ntilde;o de una fibra de metamaterial &oacute;pticamente invisible.

We present a novel method for producing drawn metamaterials containing slotted metallic cylinder resonators, possessing strong magnetic resonances in the terahertz range. The resulting structures are either spooled to produce a 2-dimensional metamaterial monolayer, or stacked to produce three-dimensional multi-layered metamaterials. We experimentally investigate the effects of the resonator size and number of metamaterial layers on transmittance, observing magnetic resonances between 0.1 and 0.4 THz, in good agreement with simulations. Such fibers promise future applications in mass-produced stacked or woven metamaterials.

Stacked-and-drawn metamaterials with magnetic resonances in the terahertz range.

&#x6211;&#x4EEC;&#x76EE;&#x524D;&#x751F;&#x4EA7;&#x7ED8;&#x5236;&#x8D85;&#x6750;&#x6599;&#x542B;&#x5F00;&#x69FD;&#x91D1;&#x5C5E;&#x5706;&#x7B52;&#x8C10;&#x632F;&#x5668;&#xFF0C;&#x4E00;&#x79CD;&#x65B0;&#x65B9;&#x6CD5;&#x62E5;&#x6709;&#x5F3A;&#x5927;&#x78C1;&#x5171;&#x632F;&#x592A;&#x8D6B;&#x5179;&#x8303;&#x56F4;&#x5185;&#x3002;&#x5F97;&#x5230;&#x7684;&#x7ED3;&#x6784;&#x662F;&#x540E;&#x53F0;&#x751F;&#x6210; 2 &#x7EF4;&#x7684;&#x5F02;&#x5411;&#x4ECB;&#x8D28;&#x5355;&#x5C42;&#x6216;&#x5806;&#x79EF;&#x4EA7;&#x751F;&#x4E09;&#x7EF4;&#x591A;&#x5C42;&#x8D85;&#x6750;&#x6599;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x901A;&#x8FC7;&#x5B9E;&#x9A8C;&#x8C03;&#x67E5;&#x900F;&#x5149;&#x7387;&#xFF0C;&#x5BF9;&#x8C10;&#x632F;&#x5668;&#x7684;&#x5927;&#x5C0F;&#x548C;&#x6570;&#x91CF;&#x7684;&#x5F02;&#x5411;&#x4ECB;&#x8D28;&#x5C42;&#x7684;&#x5F71;&#x54CD;&#x5728;&#x597D;&#x7684;&#x534F;&#x8BAE;&#xFF0C;&#x4E0E;&#x6A21;&#x62DF;&#x89C2;&#x6D4B; 0.1 &#x81F3; 0.4 &#x592A;&#x8D6B;&#x5179;&#xFF0C;&#x78C1;&#x5171;&#x632F;&#x3002;&#x8FD9;&#x79CD;&#x7EA4;&#x7EF4;&#x627F;&#x8BFA;&#x672A;&#x6765;&#x5728;&#x5927;&#x6279;&#x91CF;&#x751F;&#x4EA7;&#x7684;&#x5806;&#x53E0;&#x6216;&#x65E0;&#x7EBA;&#x5E03;&#x6750;&#x6599;&#x4E2D;&#x7684;&#x5E94;&#x7528;&#x7A0B;&#x5E8F;&#x3002;

&#x78C1;&#x5171;&#x632F;&#x5728;&#x592A;&#x8D6B;&#x5179;&#x8303;&#x56F4;&#x5185;&#x7684;&#x5806;&#x79EF;&#x548C;&#x7ED8;&#x5236;&#x9896;&#x3002;

Nous pr&eacute;sentons une nouvelle m&eacute;thode pour produire des m&eacute;tamat&eacute;riaux dessin&eacute;e contenant des r&eacute;sonateurs fendue cylindre m&eacute;tallique, poss&eacute;dant de fortes r&eacute;sonances magn&eacute;tiques dans la gamme t&eacute;rahertz. Les structures qui en r&eacute;sultent sont spoul&eacute;es pour produire une monocouche M&Eacute;TAMAT&Eacute;RIAU bidimensionnelle, ou empil&eacute;s pour produire des m&eacute;tamat&eacute;riaux multi-couches en trois dimensions. Exp&eacute;rimentalement, nous &eacute;tudions les effets de la taille de r&eacute;sonateur et le nombre de couches m&eacute;tamat&eacute;riau sur transmittance, observant les r&eacute;sonances magn&eacute;tiques entre 0,1 et 0,4 THz, en bon accord avec les simulations. Ces fibres promettent de futures applications dans des m&eacute;tamat&eacute;riaux empil&eacute;s ou tiss&eacute;s fabriqu&eacute;s en s&eacute;rie.

M&eacute;tamat&eacute;riaux empil&eacute;s-et &eacute;tir&eacute;s avec r&eacute;sonances magn&eacute;tiques dans la gamme t&eacute;rahertz.

Wir pr&auml;sentieren eine neue Methode zur Herstellung von gezeichneter Metamaterials mit Spaltenb&ouml;den metallischen Zylinder Resonatoren, besitzen starke magnetische Resonanzen im Terahertz-Bereich. Die resultierenden Strukturen sind oder um eine 2-dimensionale metamaterial Monolage produzieren gespoolt gestapelt um dreidimensionale vielschichtige Metamaterialien zu produzieren. Experimentell untersuchen wir die Auswirkungen der Resonator-Gr&ouml;&szlig;e und Anzahl der metamaterial lagen auf Durchl&auml;ssigkeit, magnetische Resonanzen zwischen 0,1 und 0,4 THz, in guter &Uuml;bereinstimmung mit Simulationen zu beobachten. Solche Fasern Versprechen k&uuml;nftige Anwendungen in massenproduzierten gestapelt oder gewebte Metamaterialien.

Gestapelt und gezogenen Metamaterialien mit magnetischer Resonanzen im Terahertz-Bereich.

Vi presentiamo un nuovo metodo per la produzione di trafilati metamateriali contenente cilindro metallico con intaglio risonatori, che possiedono forti risonanze magnetiche nella gamma terahertz. Le strutture risultanti sono lo spooling per produrre un monostrato metamateriale 2-dimensionale o impilate per produrre tridimensionali multistrati metamateriali. Indaghiamo sperimentalmente gli effetti di risonatore dimensioni e numero di strati metamateriale sulla trasmittanza, osservando le risonanze magnetiche tra 0,1 e 0,4 THz, in buon accordo con le simulazioni. Tali fibre promettono future applicazioni in massa metamateriali impilati o tessuti.

Metamateriali impilati e disegnato con risonanze magnetiche nella gamma terahertz.

&#x79C1;&#x305F;&#x3061;&#x5F37;&#x3044;&#x78C1;&#x6C17;&#x5171;&#x9CF4;&#x30C6;&#x30E9;&#x30D8;&#x30EB;&#x30C4;&#x5E2F;&#x3092;&#x6709;&#x3059;&#x308B;&#x30B9;&#x30ED;&#x30C3;&#x30C8;&#x4ED8;&#x304D;&#x91D1;&#x5C5E;&#x5186;&#x7B52;&#x5171;&#x632F;&#x5668;&#x3092;&#x542B;&#x3080;&#x63CF;&#x753B;&#x30E1;&#x30BF;&#x30DE;&#x30C6;&#x30EA;&#x30A2;&#x30EB;&#x751F;&#x6210;&#x624B;&#x6CD5;&#x3092;&#x63D0;&#x6848;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x7D50;&#x679C;&#x306E;&#x69CB;&#x9020;&#x306F; 2 &#x6B21;&#x5143;&#x30E1;&#x30BF;&#x30DE;&#x30C6;&#x30EA;&#x30A2;&#x30EB;&#x5358;&#x5206;&#x5B50;&#x819C;&#x3092;&#x751F;&#x6210;&#x3059;&#x308B;&#x30B9;&#x30D7;&#x30FC;&#x30EB;&#x307E;&#x305F;&#x306F;&#x4E09;&#x6B21;&#x5143;&#x591A;&#x5C64;&#x30E1;&#x30BF;&#x30DE;&#x30C6;&#x30EA;&#x30A2;&#x30EB;&#x751F;&#x6210;&#x3059;&#x308B;&#x7A4D;&#x307F;&#x4E0A;&#x3052;&#x3002;&#x5B9F;&#x9A13;&#x7684;&#x78C1;&#x6C17;&#x5171;&#x9CF4; 0.1 &#xFF5E; 0.4 THz &#x30B7;&#x30DF;&#x30E5;&#x30EC;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x3068;&#x3088;&#x304F;&#x4E00;&#x81F4;&#x89B3;&#x5BDF;&#x900F;&#x904E;&#x7387;&#x3001;&#x632F;&#x52D5;&#x5B50;&#x306E;&#x30B5;&#x30A4;&#x30BA;&#x3068;&#x30E1;&#x30BF;&#x30DE;&#x30C6;&#x30EA;&#x30A2;&#x30EB;&#x306E;&#x5C64;&#x6570;&#x306E;&#x5F71;&#x97FF;&#x3092;&#x8ABF;&#x67FB;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x305D;&#x306E;&#x3088;&#x3046;&#x306A;&#x7E4A;&#x7DAD;&#x306F;&#x91CF;&#x7523;&#x7A4D;&#x307F;&#x4E0A;&#x3052;&#x307E;&#x305F;&#x306F;&#x7DE8;&#x307E;&#x308C;&#x305F;&#x30E1;&#x30BF;&#x30DE;&#x30C6;&#x30EA;&#x30A2;&#x30EB;&#x3067;&#x306E;&#x5C06;&#x6765;&#x306E;&#x30A2;&#x30D7;&#x30EA;&#x30B1;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x3092;&#x304A;&#x7D04;&#x675F;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;

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&#xC2A4;&#xD0DD; &#xBC0F; &#xADF8;&#xB9B0; &#xACE0;&#xC8FC;&#xD30C; &#xBC94;&#xC704;&#xC5D0; &#xC790;&#xAE30; &#xACF5;&#xBA85;&#xACFC; &#xC778;&#xACF5;.

Presentamos un nuevo m&eacute;todo para la producci&oacute;n de metamateriales dibujado con cilindro met&aacute;lico ranurado resonadores, que poseen fuertes resonancias magn&eacute;ticas en la gama de terahercios. Las estructuras resultantes son puesto en cola para producir una monocapa metamaterial bidimensional o apiladas para producir metamateriales tridimensional de varias capas. Experimental investigamos los efectos del tama&ntilde;o de resonador y n&uacute;mero de capas metamateriales en transmitancia, observando resonancias magn&eacute;ticas entre 0.1 y 0.4 THz, de acuerdo con simulaciones. Tales fibras prometen futuras aplicaciones en metamateriales amontonados o tejidos producidos en masa.

Metamateriales apilados y dibujado con resonancias magn&eacute;ticas en la gama de terahercios.

&#x6211;&#x4EEC;&#x7684;&#x7279;&#x70B9;&#x662F;&#x7A7A;&#x95F4;&#x5206;&#x6563;&#x5728;&#x7EB5;&#x5411;&#x56FA;&#x5B9A;&#x7ED8;&#x5236;&#x8D85;&#x78C1;&#x53CD;&#x5E94;&#x5728;&#x592A;&#x8D6B;&#x5179;&#x9891;&#x7387;&#xFF0C;&#x5373;&#x89C6;&#x89D2;&#x4E0B;&#x7684;&#x4E8B;&#x4EF6;&#x5B57;&#x6BB5;&#x7684;&#x53D8;&#x5316;&#x4EA7;&#x751F;&#x7684;&#x5171;&#x632F;&#x9891;&#x7387;&#x7684;&#x8F6C;&#x53D8;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x63D0;&#x51FA;&#x4E00;&#x4E2A;&#x7B80;&#x5355;&#x7684;&#x5206;&#x6790;&#x6A21;&#x578B;&#x6765;&#x9884;&#x6D4B;&#x8FD9;&#x79CD;&#x53D8;&#x5316;&#x3002;&#x6211;&#x4EEC;&#x8FD8;&#x6F14;&#x793A;&#x7A7A;&#x95F4;&#x5206;&#x6563;&#x6D88;&#x9664;&#x4E86;&#x6253;&#x7834;&#x4F7F;&#x7528;&#x6FC0;&#x5149;&#x70E7;&#x8680;&#x7684;&#x7EB5;&#x5411;&#x4E0D;&#x53D8;&#x6027;&#x3002;&#x5B9E;&#x9A8C;&#x7684;&#x7ED3;&#x679C;&#x90FD;&#x540C;&#x610F;&#x7684;&#x6570;&#x503C;&#x6A21;&#x62DF;&#x3002;

&#x5728;&#x4E09;&#x7EF4;&#x7ED8;&#x5236;&#x78C1;&#x6027;&#x6750;&#x6599;&#x4E2D;&#x7684;&#x7A7A;&#x95F4;&#x5206;&#x5E03;&#x3002;

We characterize spatial dispersion in longitudinally invariant drawn metamaterials with a magnetic response at terahertz frequencies, whereby a change in the angle of the incident field produces a shift in the resonant frequency. We present a simple analytical model to predict this shift. We also demonstrate that the spatial dispersion is eliminated by breaking the longitudinal invariance using laser ablation. The experimental results are in agreement with numerical simulations.

Spatial dispersion in three-dimensional drawn magnetic metamaterials.

Nous caract&eacute;risons la dispersion spatiale en longitudinalement invariant m&eacute;tamat&eacute;riaux dessin&eacute; avec une r&eacute;ponse magn&eacute;tique aux fr&eacute;quences t&eacute;rahertz, auquel cas une variation dans l&#39;angle du champ incident produit un changement dans la fr&eacute;quence de r&eacute;sonance. Nous pr&eacute;sentons un mod&egrave;le analytique simple pour pr&eacute;voir cette &eacute;volution. Nous d&eacute;montrons &eacute;galement que la dispersion spatiale est &eacute;limin&eacute;e en brisant l&#39;invariance longitudinal &agrave; l&#39;aide d&#39;ablation laser. Les r&eacute;sultats exp&eacute;rimentaux sont en accord avec des simulations num&eacute;riques.

Dispersion spatiale dans des m&eacute;tamat&eacute;riaux magn&eacute;tiques dessin&eacute;s en trois dimensions.

Wir charakterisieren die r&auml;umliche Streuung in L&auml;ngs invariante gezeichneten Metamaterialien magnetische Resonanz bei Terahertz Frequenzen, wobei eine Ver&auml;nderung der Winkel des einfallenden Feldes eine Verschiebung der Resonanzfrequenz produziert. Wir pr&auml;sentieren Ihnen ein einfaches analytisches Modell zur Vorhersage von dieser Verschiebung. Wir zeigen auch, dass die r&auml;umliche Streuung durch das brechen der l&auml;ngs-Invarianz mit Laserablation eliminiert wird. Die experimentellen Ergebnisse sind im Einvernehmen mit numerischen Simulationen.

R&auml;umliche Streuung in dreidimensionale gezeichneten magnetische Metamaterialien.

Ci caratterizzano la dispersione spaziale in longitudinalmente invarianti metamateriali disegnati con una risposta a frequenze terahertz, per cui un cambiamento nell&#39;angolo del campo incidente produce un cambiamento nella frequenza di risonanza magnetica. Vi presentiamo un semplice modello analitico per prevedere questo spostamento. Abbiamo anche dimostrare che la dispersione spaziale &egrave; eliminata da rompere l&#39;invarianza longitudinale mediante ablazione laser. I risultati sperimentali sono in accordo con le simulazioni numeriche.

Dispersione spaziale in tridimensionali disegnati metamateriali magnetici.

&#x7A7A;&#x9593;&#x5206;&#x6563;&#x3001;&#x78C1;&#x6C17;&#x5FDC;&#x7B54; whereby &#x5165;&#x5C04;&#x30D5;&#x30A3;&#x30FC;&#x30EB;&#x30C9;&#x306E;&#x89D2;&#x5EA6;&#x306E;&#x5909;&#x66F4;&#x5171;&#x632F;&#x5468;&#x6CE2;&#x6570;&#x306E;&#x5909;&#x5316;&#x3092;&#x4F5C;&#x308A;&#x51FA;&#x3059;&#x3001;&#x30C6;&#x30E9;&#x30D8;&#x30EB;&#x30C4;&#x5468;&#x6CE2;&#x6570;&#x3067;&#x7E26;&#x30A4;&#x30F3;&#x30D0;&#x30EA;&#x30A2;&#x30F3;&#x30C8;&#x63CF;&#x753B;&#x30E1;&#x30BF;&#x30DE;&#x30C6;&#x30EA;&#x30A2;&#x30EB;&#x306E;&#x7279;&#x6027;&#x3092;&#x793A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x30B7;&#x30D5;&#x30C8;&#x3092;&#x4E88;&#x6E2C;&#x3059;&#x308B;&#x30B7;&#x30F3;&#x30D7;&#x30EB;&#x306A;&#x5206;&#x6790;&#x30E2;&#x30C7;&#x30EB;&#x3092;&#x63D0;&#x793A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x307E;&#x305F;&#x3001;&#x7A7A;&#x9593;&#x5206;&#x6563;&#x30EC;&#x30FC;&#x30B6;&#x30FC;&#x30A2;&#x30D6;&#x30EC;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x306B;&#x3088;&#x308B;&#x7E26;&#x306E;&#x4E0D;&#x5909;&#x6027;&#x3092;&#x58CA;&#x3059;&#x3053;&#x3068;&#x306B;&#x3088;&#x3063;&#x3066;&#x6392;&#x9664;&#x3059;&#x308B;&#x3053;&#x3068;&#x3092;&#x793A;&#x3057;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x5B9F;&#x9A13;&#x306E;&#x7D50;&#x679C;&#x306F;&#x3001;&#x6570;&#x5024;&#x30B7;&#x30DF;&#x30E5;&#x30EC;&#x30FC;&#x30B7;&#x30E7;&#x30F3;&#x3068;&#x306E;&#x5951;&#x7D04;&#x3067;&#x3059;&#x3002;

&#x7A7A;&#x9593;&#x5206;&#x6563;&#x4E09;&#x6B21;&#x5143;&#x63CF;&#x753B;&#x78C1;&#x6C17;&#x30E1;&#x30BF;&#x30DE;&#x30C6;&#x30EA;&#x30A2;&#x30EB;&#x3067;&#x3002;

&#xC6B0;&#xB9AC; &#xC0AC;&#xACE0; &#xD544;&#xB4DC;&#xC758; &#xAC01;&#xB3C4;&#xC5D0; &#xBCC0;&#xD654;&#xB97C; &#xACF5; &#xC9C4; &#xC8FC;&#xD30C;&#xC218;&#xC758; &#xBCC0;&#xD654;&#xB97C; &#xC0DD;&#xC131; &#xD558;&#xB294; &#xADF8;&#xAC83;&#xC5D0; &#xC758;&#xD558;&#xC5EC; &#xACE0;&#xC8FC;&#xD30C; &#xC8FC;&#xD30C;&#xC218;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC790;&#xAE30; &#xC751;&#xB2F5;&#xACFC; longitudinally &#xACE0;&#xC815; &#xADF8;&#xB824;&#xC9C4;&#xB41C; &#xC778;&#xACF5; &#xACF5;&#xAC04; &#xBD84;&#xC0B0; &#xD2B9;&#xC9D5;. &#xC6B0;&#xB9AC;&#xB294; &#xC774;&#xB7EC;&#xD55C; &#xBCC0;&#xD654;&#xB97C; &#xC608;&#xCE21; &#xD558;&#xAE30; &#xC704;&#xD574; &#xAC04;&#xB2E8;&#xD55C; &#xBD84;&#xC11D; &#xBAA8;&#xB378; &#xC81C;&#xC2DC;. &#xB610;&#xD55C; &#xC808;&#xC81C; &#xB808;&#xC774;&#xC800;&#xB97C; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xACBD;&#xB3C4; &#xBD88;&#xBCC0;&#xC131;&#xC744; &#xD30C;&#xAD34; &#xD568;&#xC73C;&#xB85C;&#xC368; &#xACF5;&#xAC04;&#xC801; &#xBD84;&#xC0B0; &#xC81C;&#xAC70; &#xBC29;&#xBC95;&#xC744; &#xBCF4;&#xC5EC; &#xC90D;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xC2E4;&#xD5D8; &#xACB0;&#xACFC; &#xC218;&#xCE58; &#xC2DC;&#xBBAC;&#xB808;&#xC774;&#xC158; &#xACC4;&#xC57D;.

&#xB9C8;&#xADF8;&#xB124;&#xD2F1; &#xBD84;&#xBAA8;&#xAC00; 3 &#xCC28;&#xC6D0; &#xBCA1;&#xD130;&#xC5D0;&#xC11C; &#xACF5;&#xAC04; &#xBD84;&#xC0B0;&#xC785;&#xB2C8;&#xB2E4;.

Caracterizamos la dispersi&oacute;n espacial en metamateriales longitudinalmente invariantes dibujado con respuesta a frecuencias de terahercios, por el que un cambio en el &aacute;ngulo del campo incidente produce un cambio en la frecuencia de resonancia magn&eacute;tica. Presentamos un modelo anal&iacute;tico simple para predecir este cambio. Tambi&eacute;n demostramos que la dispersi&oacute;n espacial se elimina por romper la invarianza longitudinal mediante ablaci&oacute;n con l&aacute;ser. Los resultados experimentales est&aacute;n de acuerdo con simulaciones num&eacute;ricas.

Simon C. Fleming

Institute of Photonics and Optical Sciences (IPOS),
School of Physics,
Institute of Photonics and Optical Sciences (IPOS), School of Physics

University of Sydney

Fabricating Metamaterials Using the Fiber Drawing Method

Simon C. Fleming

.css-o250i3{font-size:18px;font-family:Open Sans,sans-serif;line-height:21.6px;}Institute of Photonics and Optical Sciences (IPOS),School of Physics,Institute of Photonics and Optical Sciences (IPOS), School of Physics

University of Sydney

Fabricating Metamaterials Using the Fiber Drawing Method

Institute of Photonics and Optical Sciences (IPOS),
School of Physics,
Institute of Photonics and Optical Sciences (IPOS), School of Physics