Повiльнi поверхневi електромагнiтнi хвилi на мю-негативному цилiндрi
Анотація
У цiй статтi ми представляємо теоретичнi дослiдження метаматерiалiв з негативною магнiтною проникнiстю. Вибрано феноменологiчний опис електродинамiки. Дослiджено дисперсiйнi властивостi повiльних поверхневих електромагнiтних хвиль, якi можуть поширюватися вздовж круглого цилiндра з мю-негативного метаматерiалу. Ми нехтуємо втратами енергiї в метаматерiалi. Негативнiсть проникностi має мiсце в досить обмеженому iнтервалi частот. Для всiх режимiв має мiсце нормальна дисперсiя, незалежно вiд значень параметрiв. Значення фазових швидкостей цих хвиль лежать мiж c i 0,3c. Залежностi фазових швидкостей дослiджуваних мод вiд їх частоти мають рiзноманiтний вигляд. Напрями групових i фазових швидкостей збiгаються. Значення групової швидкостi менше 0,002c. Хвильовi поля являють собою суперпозицiю поперечно-електричної та поперечно-магнiтної частин i експоненцiально спадають у радiальному напрямку вiд межi роздiлення. Хвильовi поля проникають в мю-негативний метаматерiал набагато слабше, нiж у вакуум. Для поширення хвиль в структурi не потрiбне зовнiшнє магнiтне поле. Рiзноманiтнiсть цих хвильових характеристик параметрiв цилiндра можна використовувати для рiзних застосувань.
Завантаження
Посилання
N. Engheta, and R.W. Ziolkowski, Electromagnetic Metamaterials: Physics and Engineering Explorations, (Wiley and IEEE Press, 2006).
T. Cui, S. Zhang, A. Al`u, et al., ”Roadmap on electromagnetic metamaterials and metasurfaces,” Journal of Physics: Photonics, 6, 032502 (2024). https://dx.doi.org/10.1088/2515-7647/ad1a3b
I. Shadrivov, M. Lapine, and Y. Kivshar, Nonlinear, tunable and active metamaterial, (Springer, 2015). https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-319-08386-5
J.B. Pendry, A.J. Holden, D.J. Robbins, and W.J. Stewart, ”Magnetism from conductors and enhanced nonlinear phenomena,” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 47, 2075-2084 (1999). https://doi.org/10.1109/22.798002
V. Galaydych, and M. Azarenkov, Applied Physics B, ”Slow surface electromagnetic waves on a mu-negative medium,” 128(7), 132 (2022). https://doi.org/10.1007/s00340-022-07854-3
V. Galaydych, and M. Azarenkov, ”Surface polaritons in a vacuum gap inside mu-negative medium,” Applied Physics A: Materials Science and Processing, 129(7), 466 (2023). https://doi.org/10.1007/s00339-023-06751-6
J.A. Stratton, Electromagnetic Theory, (John Wiley & Sons, LTD, 2007).
J. Ashley, and L. Emerson, ”Dispersion relations for non-radiative surface plasmons on cylinders,” Surface Science, 41(2), 615-618 (1974). https://doi.org/10.1016/0039-6028(74)90080-6
K. Galaidych, P. Markov, and G.Sotnikov, ”Amplification of the Multifrequency Signal in the Coaxial Slow-Wave Structure,” Telecommunications and Radio Engineering, 67(2), 177-189 (2008). https://doi.org/10.1615/TelecomRadEng.v67.i2.70
K.E. Zayed, ”Surface wave-beam interaction in cylindrical geometry,” Physica, 58(2), 177 (1972). https://doi.org/10.1016/0031-8914(72)90285-6
A. Zayats, I. Smolyaninov, and A. Maradudin, ”Nano-optics of surface plasmon polaritons,” Physics Reports, 408, 131-314 (2005). http://dx.doi.org/10.1016/j.physrep.2004.11.001
F. Zhang, W. Wang, and Z. Zhang, ”Simulation Study of a High-Order Mode BWO with Multiple Inclined Rectangular Electron Beams,” Progress In Electromagnetics Research C, 110, 213-227 (2021). http://dx.doi.org/10.2528/PIERC21010401
Авторське право (c) 2025 Вiктор Галайдич, Микола Азарєнков
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
