Transmission in aperiodic Severin superlattices

• Autorzy: Szota M.

Warianty tytułu

PL

Transmisja w aperiodycznych supersieciach Severina

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Multilayer structure, whose thickness of the layers is of the same order as the length of the electromagnetic wave incident, have characteristic properties of a transmission. A special feature of these materials is the presence in them of the photonic band gap – which means that the electromagnetic waves of given wavelengths do not propagate in them. Understanding the characteristics of the different types of superlattices allows you to design systems with application specific properties. The study analyzed aperiodic supergrid Severin built with materials lossless and non-dispersive. The study used a matrix method. Transmission were tested according to the number of generations of the superlattice, the type of material used (right-handed and left-handed), the thickness of the layers and type of surrounding material. Studies have demonstrated a link between increasing number of superlattice generation, and increase of the number of transmission bands and a decrease in their width. Has been shown that change the shape of transmission band in dependence on the type of material used. A change of environment caused a shift of the transmission bands towards lower angles and observe the phenomenon of electromagnetic wave tunneling through the structure.

PL

Struktury wielowarstwowe, których grubość warstw jest tego samego rzędu co długość elektromagnetycznej fali padającej, mają charakterystyczne własności transmisyjne. Cechą szczególną tych materiałów jest występowanie w nich fotonicznej przerwy wzbronionej – co oznacza, że fale elektromagnetyczne o danych długościach fali nie propagują w nich. Poznanie charakterystyk różnych typów supersieci pozwala na projektowanie układów o konkretnych własnościach aplikacyjnych. W pracy analizowano aperiodyczną supersieć Severina zbudowaną z materiałów bezstratnych i bezdyspersyjnych. Do badań wykorzystano metodę macierzową. Badano transmisję w zależności od numeru pokolenia supersieci, typu użytego materiału (prawoskrętnych i lewoskrętnych), od grubości warstw oraz materiału otoczenia struktury. Badania pozwoliły wykazać związek między zwiększeniem numeru pokolenia supersieci, a powiększeniem liczby pasm transmisji oraz zmniejszeniem ich szerokości. Wykazano zmianę kształtu pasm transmisji w zależności od typu użytego materiału. Zmiana materiału otoczenia spowodowała przesunięcie pasm transmisji w stronę mniejszych kątów oraz zaobserwowanie zjawiska tunelowania fali elektromagnetycznej przez strukturę.

Słowa kluczowe

EN

transmission; multilayers; Severin; superlattice; matrix method

PL

transmisja; wielowarstwy; Severin; supersieci; metoda macierzowa

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 35, nr 2
• Strony: 211--214
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., fig., tab.

Twórcy

autor

Szota M.

• Institute of Materials Engineering, Czestochowa University of Technology, Czestochowa

Bibliografia

• [1] Steurer W., Suter-Widmer D.: Photonic and phononic quasicrystals. J. Phys. D, Appl. Phys. 40 (2007) R229.
• [2] Lugo J. E. et al: Multiband negative refraction in one-dimensional photonic crystals. Optics Express, 17 (2009) 3042.
• [3] Zhang H., Chen X., Li Y., Fu Y., Yuan N.: The Bragg gap vanishing phenomena in one-dimensional photonic crystals Optics Express, 17 (2009) 7800.
• [4] de Dios-Leyva M., Drake-Perez J. C.: Zero-width band gap associated with the n=0 condition in photonic crystals containing left-handed materials. Phys. Rev. E 79 (2009) 036608.
• [5] Srivastava R., Thapa K. B., Pati S., Ojha S. P.: Negative refraction in 1D photonic crystals. Sol. State Comm. 147 (2008) 157.
• [6] Fang Y.-T, Zhou J., Pun E. Y. B.: High-Q filters based on one imensional photonic crystals using epsilon-negative materials Appl. Phys. B (2007) 86 587.
• [7] Ramakrishna S. A., Grzegorczyk T. M.: Physics and Applications of Negative Refractive Index Materials Physics and Applications of Negative Refractive Index Materials, SPIE Press and CRC Press 2009.
• [8] Hu X., Liu Z., Gong Q.: A multichannel filter in a photonic crystal heterostructure containing single-negative materials J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 9 (2007) 877.
• [9] de Medeiros F. F., Albuquerque E. L., Vasconcelos M. S.: Transmission spectra in photonic band-gap Fibonacci nanostructures. Surface Science 601 (2007) 4492.
• [10] Fang Y., He S.: Transparent structure consisting of metamaterial layers and matching layers. Phys. Rev. A 78 (2008) 023813.
• [11] Macia E.: The role of aperiodic order in science and technology. Rep. Prog. Phys. 69 (2006) 397.
• [12] Bruno-Alfonso A., Reyes-Gomez E., Cavalcanti S. B., Oliveira L. E.: Band edge states of the =0 gap of Fibonacci photonic lattices. Phys. Rev. A, 78 (2008) 035801.
• [13] Eds. Krowne C. M., Zhang Y.: Physics of negative refraction and negative index materials. Springer 2007.
• [14] Da H. X., Xu C., Li Z. Y.: Omnidirectional reflection from one-dimensional quasi-periodic photonic crystal containing left-handed material. Phys. Lett. A 345 (2005) 459.
• [15] Li J., Zhao D., Liu Z.: Zero-n image photonic band gap in a quasiperiodic stacking of positive and negative refractive index materials. Phys. Lett. A 332 (2004) 461.
• [16] Kohomoto M., Sutherland B., Iguchi K.: Localization of optics: Quasiperiodic media. Phys. Rev. Lett. 58 (1987) 2436.
• [17] Klauzer-Kruszyna A., Salejda W., Tyc M. H.: Polarized Light Transmission through Generalized Fibonacci Multilayers. I. Dynamical maps approach. Optik 115 (2004) 257.
• [18] Klauzer-Kruszyna A., Salejda W., Tyc M. H.: Polarized Light Transmission through Generalized Fibonacci Multilayers. II. Numerical Results. Optik 115 (2004) 267÷276.
• [19] Klauzer-Kruszyna A.: Propagacja światła spolaryzowanego w wybranych supersieciach aperiodycznych. Praca doktorska, Wrocław (2005).
• [20] Garus S., Duś-Sitek M., Zyzik E.: Wpływ domieszki żelaza na własności transmisyjne supersieci FexNi(1-x)/Cu. Nowe Technologie i Osiągnięcia w Metalurgii i Inżynierii Materiałowej. XII Międzynarodowa Konferencja Naukowa. Cz. 2., Częstochowa (2011)
• [21] Garus S., Garus J., Gruszka K.: Emulacja propagacji fali elektromagnetycznej w supersieciach przy użyciu algorytmu FDTD = Emulation of Electromagnetic Wave Propagation in Superlattices Using FDTD Algorithm. New Technologies and Achievements in Metallurgy and Materials Engineering. A Collective Monograph Edited by Henryk Dyja, Anna Kawałek. Chapter 2., Wydawnictwo WIPMiFS Politechniki Częstochowskiej (2012) 768÷771
• [22] Yeh P.: Optical waves in layered media. John Wiley & Sons, New York (1988).
• [23] Severin M., Dulea M., Riklund R.: Periodic and quasiperiodic wavefunctions in a class of one dimensional quasicrystals: an analytical treatment. J. Phys.: Condens. Matter 1 (1989) 8851.