Дисперсионные характеристики периодического волновода, содержащего слой метаматериала

Abstract

С использованием метода обобщенных матриц рассеяния решена спектральная задача по определению постоянных распространения собственных TM-волн периодического волновода, образованного слоем метаматериала и отражательной дифракционной решеткой. В диапазоне частот, где диэлектрическая проницаемость метаматериала принимает отрицательные значения, проведено исследование особенностей поведения дисперсионных зависимостей собственных волн. Обнаружено проявление как эффекта междутиповой связи, так и нового вида междутипового взаимодействия поверхностных волн данного волновода, определены условия их проявления.

Using the generalized scattering matrix method, a spectral problem on determination the propagation constants of the TM eigenmodes of a periodic waveguide formed by a metamaterial layer and diffraction grating, is solved. The study of the eigen modes dispersion characteristics was conducted in the frequency range where the metamaterial permittivity is negative. Both the effect of modes coupling and a new kind of interaction between surface waves of the waveguide were found, the conditions for their manifestation were determined.

З використанням методу узагальнених матриць розсіяння вирішено спектральну задачу з визначення постійних поширювання власних TM-хвиль періодичного хвилеводу, утвореного шаром метаматеріалу і відбивними дифракційними ґратами. У діапазоні частот, де діелектрична проникність метаматеріалу набуває негативних значень, проведено дослідження особливостей поведінки дисперсійних залежностей власних хвиль. Виявлено прояв як ефекту міжтипового зв’язку, так і нового виду міжтипової взаємодії поверхневих хвиль даного хвилеводу, визначено умови їхнього прояву.