ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ЧАСТОТНИХ ЗАЛЕЖНОСТЕЙ КОЕФІЦІЄНТІВ ВІДБИТТЯ І ПРОХОДЖЕННЯ НВЧ-ВИПРОМІНЮВАННЯ У НАНОМЕТРОВИХ ПРОВІДНИХ ВКЛЮЧЕННЯХ
DOI:
https://doi.org/10.26642/tn-2016-1(76)-82-91Ключові слова:
коефіцієнт відбиття, коефіцієнт проходження, надвисокочастотне випромінювання, нанометрові структури, фотонний кристалАнотація
Проведено аналіз сучасного стану досліджень електродинамічних властивостей одномірних хвилеводних фотонних кристалів. Досліджено особливості взаємодії цих кристалів з електромагнітним випромінюванням надвисокочастотного діапазону у зв’язку з необхідністю визначення параметрів нанометрових металевих плівок, діелектричних і напівпровідникових структур, що використовуються при виготовленні компактних надвисокочастотних схем для сучасних систем зв’язку та телекомунікації, при створенні антен, радарної техніки, вимірювального обладнання та різного роду датчиків. Розроблено теоретичну модель цієї взаємодії, в тому числі з фотонними кристалами, що містять діелектричні та провідні нанометрові шари, що дозволяє розраховувати коефіцієнти відбиття і проходження випромінювання надвисокої частоти для таких структур. Експериментально досліджено особливості взаємодії надвисокочастотного випромінювання з одномірними хвилеводними фотонними кристалами, що мають різні діелектричні властивості, структуру і товщину. Отримано відповідні спектри відбиття цих структур.
Посилання
Yablonovitch, E. (1987), ”Inhibited spontaneous emission in solid-state physics and electronics”, Phys. Rev. Lett., Vol. 58, No. 20, pp. 2059–2062.
Yablonovitch, E. (2001), “Photonic crystals: semiconductors of light”, Scientific American, Vol. 285, No. 6, pp. 47–55.
Yablonovitch, E. (1993), “Photonic band-gap structures”, Journal of the Optical Society of America B-Optical Physics, Vol. 10, No. 2, pp. 283–295.
Yablonovitch, E. (1993), “Photonic band-gap crystals”, Journal of Physics-Condensed Matter, Vol. 5, No. 16, pp. 2443–2460.
Colak, E., Cakmak, A.O., Serebryannikov, A.E. and Ozbay, E. (2010), “Spatial filtering using dielectric photonic crystals at beam-type excitation”, J. Appl. Phys., Vol. 108, No. 11, pp. 113106–113106-8.
Bulgakov, S.A. and Nieto-Vesperinas, M. (2000), “Defect-enhanced resonances in photonic lattices”, Waves in Random Media, Vol. 10, No. 3, pp. 359–366.
Padjen, R., Gerard, J.M. and Marzin, J.Y. (1994), “Analysis of the filling pattern dependence of the photonic bandgap for two-dimensional systems”, Journal of Modern Optics, Vol. 41, No. 2, pp. 295–310.
Karathanos, V. (1998), “Inactive frequency bands in photonic crystals”, Journal of Modern Optics, Vol. 45, No. 8, pp. 1751–1758.
Pevtsov, A.B., Grudinkin, S.A., Poddubnyy, A.N., Kaplan, S.F., Kurdyukov, D.A. and Golubev, V.G. (2010), “Pereklyuchenie fotonnoy zapreshchennoy zony v trekhmernykh plenochnykh fotonnykh kristallakh na osnove kompozitov opal–VO2 v spektral'noy oblasti 1,3–1,6 µm”, FTP, Vol. 44, No. 12, pp. 1585–1590.
Kuriazidou, C.A., Contopanagos, H.F. and Alexopolos, N.G. (2001), “Monolithic waveguide filters using printed photonic-bandgap materials”, IEEE Transactions on microwave theory and techniques, Vol. 49, No. 2, pp. 297–306.
Karmakar, N.C. and Mollah, M.N. (2003), “Investigations into nonuniform photonic-bandgap microstripline low-pass filters”, IEEE Transactions on microwave theory and techniques, Vol. 51, No. 2, pp. 564–572.
Limonov, M.F., Baryshev, A.V., Inoue, M., Kaplyanskiy, A.A., Rybin, M.V., Samusev, K.B., Sel'kin, A.V., Khanikaev, A.B. and Yushin, G.N. (2008), “Mnogokomponentnye fotonnye kristally: selektivnoe upralenie svetovymi potokami i rezonansnye stop-zony”, Rossiyskie nanotekhnologii, Vol. 3, No. 1–2, pp. 142–145.
Samusev, A.K., Rybin, M.V. and Limonov, M.F. (2009), “Selektivnoe pereklyuchenie stop-zon v dvumernykh mnogokomponentnykh fotonnikh kristalakh”, FTT, Vol. 51, No. 3, pp. 487–492.
Vetrov, S.Ya., Timofeev, I.V. and Rudakova, N.V. (2011), “Prokhozhdenie sveta cherez ploskoparallel'nuyu plastinku dvumernogo rezonansnogo fotonnogo kristalla”, FTT, Vol. 53, No. 1, pp. 133–138.
Gonchar, K.A., Musabek, G.K., Taurbaev, T.I. and Timoshenko, V.Yu. (2011), “Uvelichenie intensivnosti fotolyuminestsentsii i kombinatsionnogo rasseyaniya sveta v odnomernykh fotonnykh kristallakh na osnove poristogo kremniya”, FTP, Vol. 45, No. 5, pp. 625–628.
Alaverdyan, R.B., Allakhverdyan, K.R., Gevorgyan, A.A., Chilingaryan, A.D. and Chilingaryan, Yu.S. (2010), “Khiral'nye fotonnye kristally s elektricheski upravlyaemym anizotropnym defektom. Eksperiment i teoriya”, ZhTF, Vol. 80, No. 9, pp. 85–90.
Kuriazidou, C.A., Contopanagos, H.F. and Alexopolos, N.G. (2001), “Monolithic waveguide filters using printed photonic-bandgap materials”, IEEE Transactions on microwave theory and techniques, Vol. 49, No. 2, pp. 297–306.
Gomez, A., Vegas, A., Solano, M.A. and Lakhtakia, A. (2005), “On one- and two-dimensional electromagnetic band gap structures in rectangular waveguides at microwave frequencies”, Electromagnetics, Vol. 25, No. 5, pp. 437–460.
Klymyshyn, D.M., Jayatilaka, H.C., Barner, M. and Mohr, J. (2009), “High aspect-ratio coplanar waveguide wideband bandpass filter with compact unit cells”, IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, Vol. 57, No. 11, pp. 2753–2760.
Fernandes, H.C.C., Medeiros, J.L.G., Junior, I.M.A. and Brito, D.B. (2007), “Photonic crystal at millimeter waves applications”, PIERS Online, Vol. 3, No. 5, pp. 689–694.
Nagesh, E.D.V., Subramanian, V., Sivasubramanian, V. and Murthy, V.R.K. (2005), “Microwave propagation in a square lattice using different dielectric materials for device applications”, Ferroelectrics, Vol. 327, No. 1, pp. 11–17.
Usanov, D.A., Nikitov, S.A., Skripal', A.V. and Gorlitskiy, V.O. (2013), “Investigation of the amplitude-frequency characteristics of the photonic crystal waveguide, consisting of periodically alternating layers formed in a matrix with a large number of air inclusions”, Materialy 23 Mezhdunarodnoy Krymskoy conferencii “SVCh technika i telekommunikacionnye technologii”, [Proceedings of the 23rd Int. Conf. “Microwave equipment and telecommunication technologies”], KryMiKo'2013, Sevastopol', Vol. 2, pp. 740–741.
Belyaev, B.A., Voloshin, A.S. and Shabanov, V.F. (2005), “Issledovanie mikropoloskovykh modeley polosno-propuskayushchikh fil'trov na odnomernykh fotonnykh kristallakh”, Doklady Akademii Nauk, Vol. 400, No. 2, pp. 181–185.
Belyaev, B.A., Voloshin, A.S. and Shabanov, V.F. (2006), “Issledovanie mikropoloskovykh analogov polosno-propuskayushchikh fil'trov na odnomernykh fotonnykh kristallakh”, Radiotekhnika i elektronika, Vol. 51, No. 6, pp. 694–701.
Belyaev, B.A., Voloshin, A.S. and Shabanov, V.F. (2005), “Issledovanie dobrotnosti rezonansa primesnoy mody v mikropoloskovoy modeli odnomernogo fotonnogo kristalla”, Doklady Akademii Nauk, Vol. 403, No. 3, pp. 319–324.
Belyaev, B.A., Khodenkov, S.A. and Shabanov, V.F. (2008), “Issledovanie polosno-propuskayushchikh fil'trov na odnomernykh dielektricheskikh fotonnikh kristalakh”, Izvestiya vyssh. ucheb. zavedeniy. Fizika, Vol. 51, pp. 150–153.
Belyaev, B.A., Voloshin, A.S. and Shabanov, V.F. (2004), “Issledovanie mikropoloskovykh modeley polosno-propuskayushchikh fil'trov na sverkhreshetkakh”, Doklady Akademii Nauk, Vol. 395, No. 6, pp. 756–760.
Saib, A. and Huynen, I. (2006), “Periodic metamaterials combining ferromagnetic nanowires and dielectric structures for planar circuits applications”, Electromagnetics, Vol. 26, No. 3–4, pp. 261–277.
Gonzalo, R. and Nagore, G. (2002), “Simulated and measured performance of a patch antenna on a 2-dimensional photonic crystals substrate”, Progress in Electromagnetics Research, Vol. 37, pp. 257–269.
Brown, E.R., McMahon, O.B. and Parker, C.D. (1998), “Photonic-crystal antenna substrates”, MIT Lincoln Laboratory Journal, Vol. 11, No. 2, pp. 159–174.
Huie, K.C. (2002), Microstrip antennas: broadband radiation patterns using photonic crystal substrates, Virginia Polytechnic Institute and State University, Blacksburg, VA, USA, 64 p.
Sigalas, M.M., Biswas, R., Ho, K.M., Leung, W., Tuttle, G. and Crouch, D.D. (1999), “The effect of photonic crystals on dipole antennas”, Electromagnetics, Vol. 19, No. 3, pp. 291–303.
Agi, K., Malloy, K.J., Schamiloglu, E., Mojahedi, M. and Niver, E. (1999), “Integration of a microstrip patch antenna with a two-dimensional photonic crystal substrate”, Electromagnetics, Vol. 19, No. 3, pp. 277–290.
Temelkuran, B., Ozbay, E., Kavanaugh, J.P., Tuttle, G. and Ho, K.M. (1998), “Resonant cavity enhanced detectors embedded in photonic crystals”, Appl. Phys. Lett., Vol. 72, No. 19, pp. 2376–2378.
Munir, A., Fusco, V. and Malyuskin, O. (2008), “Tunable frequency selective surfaces characterisation”, Proceedings of the 38th European Microwave Conf., Amsterdam, Netherlands, pp. 813–816.
Chang, T.K., Langley, R.J. and Parker, E.A. (1996) “Active frequency selective surfaces”, IEE Proc. H, Vol. 143, pp. 62–66.
Yashchyshyn, Y., Derzakowski, K. and Modelski, J. (2008), “Extending functionalities of waveguide slot antennas by means of reconfigurable aperture”, Proceedings of the 38th European Microwave Conf., Amsterdam, Netherlands, pp. 258–261.
Kulikov, M.Yu. (2011), Mikropoloskovye fotonnye struktury SVCh-diapazona i ikh ispol'zovanie dlya izmereniya parametrov dielektrikov: dissertation, Saratov, 150 p.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Інна Миколаївна Хоменко, Валентин Анатолійович Рудніцький
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автор, який подає матеріали до друку, зберігає за собою всі авторські права та надає відповідному виданню право першої публікації, дозволяючи розповсюджувати даний матеріал із зазначенням авторства та джерела первинної публікації, а також погоджується на розміщення її електронної версії на сайті Національної бібліотеки ім. В.І. Вернадського та у відкритому доступі в електронному архіві університету та на сайті журналу.
