細線状プラズマと金属線の多重らせん構造による3次元動的メタマテリアルの創出

利用薄等离子体和金属线的多重螺旋结构创建三维动态超材料

基本信息

批准号：
19654089
负责人：
酒井道
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

金属の2重らせん構造内にプラズマを生成することで、そこを伝搬するマイクロ波の透過波の観測と屈折率の測定を行い、プラズマ生成が無いときに透過率が減少する周波数帯でプラズマ生成により透過率が回復し、かつ同じ周波数帯で屈折率が負となっていることを確認した。より具体的には、プラズマと金属の2重らせん構造はマイクロ波のコプラナー線路上面に設置する形で検証を行った。プラズマを負の誘電体として働かせるため、その生成方法を制御することで、10-20GHzの周波帯にプラズマ周波数となる状態を確認した。また、金属の2重らせん構造のLC共振現象が生じる周波数が20GHzまでにほぼ等周波数間隔で3-4個存在することを確認し、そのLC共振周波数のすぐ上側の周波数帯で透磁率が負と推定されることを理論計算により確認した。そして、実際にマイクロ波を伝搬させ、透過率を測定したところ、プラズマの誘電率が負で、金属の2重らせん構造の透磁率が負と予想される周波数帯でのみ、透過率の増加が観測された。もともとプラズマが無いときは透過率が減少しているものが、プラズマが生成されることで回復したとみなされる。このとき、実際に屈折率がどのようになっているかを、ミキサー等を組み合わせた位相検出系を組み立て、測定した。すると、位相の変化が顕著に現れ、その解析より-10以上の有意な大きさで屈折率が負となっていることが確認できた。以上の検討により、プラズマと金属の多重らせん構造を合わせることで、負の屈折率構造の実現に成功した。これは、メタマテリアルとして、世界で初めての成果となった。

通过在金属的双重生长结构中产生血浆，测量了微波炉的渗透性和折射率的渗透性，并在没有血浆产生时会降低透射率时产生渗透率。在同一频带中恢复并折射率为负。更具体地说，血浆和金属的双线性结构已通过安装微型波平轨道验证。通过控制形成方法，以作为血浆作为负介电作用，在10-20GHz频率中确认了等离子体频率。此外，可以证实，金属双重生长结构的LC共振现象在几乎相同的频率间隔中为3-4，频率为20 GHz，而渗透率在LC上方的上频带上为负数为3-4。同时频率是通过理论计算确认的。然后，当微波实际繁殖并测量透射率时，仅在等离子体的透明度为负的频段中增加了透明度，并且预计金属双重能力结构的瓷器速率为负。最初，当没有等离子体时，渗透性被认为是通过产生血浆恢复的。目前，将混合器等组合在一起的相位检查系统被组装在一起，并测量了折射率实际上是什么。然后，该阶段的变化显着出现，并确认折射率为-10或超过分析的显着大小或更高。通过上述研究，血浆和金属多路复用结构的结合成功地实现了负折射率结构。这是世界上第一个超材料。