Name: fabricating metamaterials using the fiber drawing method
Uploaded: 2012-10-18T12:00:00
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Questa ricerca è stata sostenuta in Australia Research Council Discovery regime di finanziamento dei progetti (numero di progetto DP120103942). BTK e AA sono i destinatari di un australiano Future Research Council Fellowship (FT0991895) e Australian Research Fellowship (DP1093789) rispettivamente.

Panoramica Il composito indio / PMMA fibra (Figura 3) è prodotto disegnando una pila di fibre PMMA cui un unico filo di indio (Figura 2), che a loro volta devono essere preparati da PMMA disponibili tubi e fili. I passi presentati sono: <ol class="ualpha"><li> Produrre una fibra in PMMA che contiene un unico filo indio di diametro appropriato per impilamento manuale. Per questo, prima preparare un tubo in PMMA che può ospitare un 1 mm filo di indio (sezio...

<ol>
	<li>Cai, W., Shalaev, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Optical Metamaterials: Fundamentals and Applications. , (2010).</li><li>Pendry, J. B., Holden, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extremely+Low+Frequency+Plasmons+in+Metallic+Mesostructures.">Extremely Low Frequency Plasmons in Metallic Mesostructures.</a> Phys. Rev. Lett. 76, 4773-4776 (1996).</li><li>Schurig, D., Mock, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metamaterial+Electromagnetic+Cloak+at+Microwave+Frequencies.">Metamaterial Electromagnetic Cloak at Microwave Frequencies.</a> Science. 314, 977-980 (2006).</li><li>Shalaev, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+negative-index+metamaterials.">Optical negative-index metamaterials.</a> Nat. Photonics. 1, 41-48 (2007).</li><li>Liu, Z., Lee, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Far-field+optical+hyperlens+magnifying+sub-diffraction-limited+objects.">Far-field optical hyperlens magnifying sub-diffraction-limited objects.</a> Science. 315, (2007).</li><li>Boltasseva, A., Shalaev, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+optical+negative-index+metamaterials:+Recent+advances+and+outlook.">Fabrication of optical negative-index metamaterials: Recent advances and outlook.</a> Metamaterials. 2, 1-17 (2008).</li><li>Soukoulis, C. M., Wegener, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Past+achievements+and+future+challenges+in+the+development+of+three-dimensional+photonic+metamaterials.">Past achievements and future challenges in the development of three-dimensional photonic metamaterials.</a> Nat. Photonics. 5, 523-530 (2011).</li><li>Tuniz, A., Kuhlmey, B. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drawn+metamaterials+with+plasmonic+response+at+terahertz+frequencies.">Drawn metamaterials with plasmonic response at terahertz frequencies.</a> Appl. Phys. Lett. 96, 191101 (2010).</li><li>Argyros, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microstructured+polymer+optical+fibers.">Microstructured polymer optical fibers.</a> J. Lightwave Technol. 27, 1571-1579 (2009).</li><li>Donald, I. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Production,+properties+and+applications+of+microwire+and+related+products.">Production, properties and applications of microwire and related products.</a> J. Mater. Sci. 22, 2661-2679 (1987).</li><li>Grischkowsky, D., Keiding, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Far-infrared+time-domain+spectroscopy+with+terahertz+beams+of+dielectrics+and+semiconductors.">Far-infrared time-domain spectroscopy with terahertz beams of dielectrics and semiconductors.</a> J. Opt. Soc. Am. B. 7, 2006-2015 (1990).</li><li>Wang, A., Tuniz, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fiber+metamaterials+with+negative+magnetic+permeability+in+the+terahertz.">Fiber metamaterials with negative magnetic permeability in the terahertz.</a> Opt. Mat. Express. 1, 115-120 (2010).</li><li>Tuniz, A., Lwin, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stacked-and-drawn+metamaterials+with+magnetic+resonances+in+the+terahertz+range.">Stacked-and-drawn metamaterials with magnetic resonances in the terahertz range.</a> Opt. Express. 19, 16480-16490 (2011).</li></ol>

La tecnica qui presentata consente la fabbricazione di chilometri di continue tridimensionali metamateriali con dimensioni caratteristiche microscala, possedendo una risposta plasmonica (e quindi una misura permittività elettrica) nel range THz, efficace comportandosi come un filtro passa-alto. Questo può essere sperimentalmente caratterizzato terahertz usando spettroscopia di dominio tempo-11. Tali fibre a forma di metamateriali può essere tagliato e impilato in materiali sfusi di realizzare un gran numer...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome del reagente / materiale </td><td> Azienda </td><td> Numero di catalogo </td><td> Commenti </td></tr><tr><td> Indio Wire 99,99%, 1 mm di diametro </td><td> AIM sistemazioni </td><td> Disponibile su richiesta </td><td> <a href="http://www.aimspecialty.com" target="_blank">www.aimspecialty.com</a> <a href="http://www.aimspecialty.com/Portals/0/Files/Indium.pdf" target="_blank">http://www.aimspecialty.com/Portals/0/Files/Indium.pdf</a> </td></tr><tr><td> 2-propanolo (isopropanolo) </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> Numero del prodotto 190764 </td><td> <a href="http://www.sigmaaldrich.com/chemistry/solvents/products.html?TablePage=17292086" target="_blank">http://www.sigmaaldrich.com/chemistry/solvents/products.html?TablePage=17292086</a> </td></tr><tr><td> Nastro adesivo </td><td> Staples </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Un Wrap nastro PTFE, 5 ml x 12 x 0,2 MMW MMT </td><td> RS Components </td><td> Codice RS 231-964 </td><td> <a href="http://uk.rs-online.com/web/p/ptfe-tapes/0231964/" target="_blank">http://uk.rs-online.com/web/p/ptfe-tapes/0231964/</a> </td></tr><tr><td> 50 micron Aluminium Foil Tape </td><td> Anticipo Nastri adesivi </td><td> AT506 </td><td> <a href="http://www.advancetapes.com/Products/types/9/page1/81" target="_blank">http://www.advancetapes.com/Products/types/9/page1/81</a> </td></tr><tr><td> Blu-tak </td><td> Bostik </td><td></td><td> <a href="http://www.blutack.com/index.html" target="_blank">http://www.blutack.com/index.html</a> </td></tr><tr><td> Araldite Quick Set </td><td> Selleys </td><td></td><td> <a href="http://selleys.com.au/adhesives/household-adhesive/araldite/quick-set" target="_blank">http://selleys.com.au/adhesives/household-adhesive/araldite/quick-set</a> </td></tr><tr><td> PMMA tubi: - ID 6 mm, OD 12 millimetri - ID 9 mm, diametro esterno 12 millimetri </td><td> B &amp; M materie plastiche: Fabbricazione di plastica </td><td> Disponibile su richiesta </td><td> <a href="http://www.bmplastics.com.au/about-us.htm" target="_blank">http://www.bmplastics.com.au/about-us.htm</a> </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Attrezzature Requisiti </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td><ul><li> Fibre torre pareggio con forni di temperature massime di almeno 200 ° C (Heathway Polymer Disegna Torre con preforme e servizi pareggio Fibre). Una fotografia della torre di trazione è mostrata in Figura 5. </li><li> Forno di ricottura di temperature massime di almeno 90 ° C. </li><li> Microscopio ottico. </li><li> Pistola ad aria calda. </li><li> Pompa a vuoto. </li><li> Top preforme extender (tubo metallico di 30 cm di lunghezza e 12 mm di diametro). </li><li> Pareggio primariofondo extender (tubo metallico di 100 cm di lunghezza e 12 mm di diametro). </li><li> Secondaria inferiore extender draw (PMMA tubo di 20 cm di lunghezza e 12 mm di diametro). </li></ul></td></tr></tbody></table>

fabricating metamaterials using the fiber drawing method

I metamateriali sono artificiali materiali compositi, realizzati assemblando componenti molto più piccole della lunghezza d&#39;onda in cui operano 1. Devono la loro proprietà elettromagnetiche alla struttura dei loro costituenti, invece degli atomi che li compongono. Per esempio, sub-lunghezza d&#39;onda fili metallici possono essere disposti a possedere un permittività elettrico efficace che può essere positiva o negativa a una data frequenza, a differenza dei metalli stessi 2. Questo controllo senza precedenti sul comportamento della luce può portare a una serie di nuovi dispositivi, come i mantelli dell&#39;invisibilità 3, materiali di indice di rifrazione negativo 4, e lenti che risolvere oggetti di sotto del limite di diffrazione 5. Tuttavia, metamateriali operanti a frequenze ottiche, medio infrarosso e terahertz sono convenzionalmente realizzati con nano-e micro-fabbricazione tecniche che sono costosi e producono campioni che sono al massimo qualche centimetres in dimensioni 6-7. Qui vi presentiamo un metodo di fabbricazione per la produzione di centinaia di metri di metamateriali in filo metallico in forma di fibre, che presentano una risposta terahertz plasmoniche 8. Uniamo lo stack-e-disegnare tecnica utilizzata per produrre fibra ottica microstrutturata polimero 9 con il processo di Taylor-filo 10, con fili indio all&#39;interno polimetilmetacrilato (PMMA) tubi. PMMA viene scelto perché è facile da maneggiare, dielettrico drawable con opportune proprietà ottiche della regione terahertz, indio perché ha una temperatura di fusione di 156,6 ° C, che è appropriato per codrawing con PMMA. Abbiamo includono un filo indio di 1 mm di diametro e 99,99% di purezza in un tubo PMMA con 1 mm di diametro interno (ID) e 12 mm di diametro esterno (OD) che viene sigillato ad una estremità. Il tubo evacuato e prelevato un diametro esterno di 1,2 mm. La fibra risultante viene poi tagliato in piccoli pezzi, e impilati in un tubo più grande PMMA. Questa pila è sigillato in unoend e alimentato in un forno mentre viene rapidamente elaborato, riducendo il diametro della struttura di un fattore 10, e aumentando la lunghezza di un fattore di 100. Tali fibre possiedono caratteristiche del micro-e nano-scala, sono intrinsecamente flessibile, di massa-producibile, e può essere tessuto esporre proprietà elettromagnetiche che non si trovano in natura. Essi rappresentano una piattaforma promettente per una serie di nuovi dispositivi da terahertz alle frequenze ottiche, come fibre invisibili, tessute negativi panni di indice di rifrazione, e super-resolving lenti.

Metamateriale fibre sono state prodotte con la tecnica descritta. Essi stato assemblato da una preforma di 1 millimetro fibre PMMA contenenti 100 mM indio fili continui di diametro, mostrati in figura 2, che a sua volta si erano stato ricavato da una preforma di 1 millimetro indio fili contenuti all&#39;interno di una camicia 10 mm polimero, che è stato prodotto dalla guaina di materiale polimerico opportunamente dimensionati, come illustrato nello schema di figura 1. Una immagine al m...

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Fabricating Metamaterials Using the Fiber Drawing Method

Metamateriali a frequenze terahertz offrono opportunità uniche, ma sono difficili da fabbricare in massa. Adattiamo la procedura di fabbricazione di fibre ottiche polimeriche microstrutturati per fabbricare metamateriali buon mercato potenzialmente su scala industriale. Produciamo fibre polimetilmetacrilato contenente ~ 10 micron di diametro fili di indio separati da circa 100 micron, che presentano una risposta plasmoniche terahertz.

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