Fiber Çizim Yöntemi Kullanma Fabricating meta malzeme
Summary
Terahertz frekanslarda metamalzemeler eşsiz fırsatlar sunuyoruz, ancak toplu olarak imal meydan okuyorlar. Biz ucuza endüstriyel ölçekte potansiyel metamalzemeler imal microstructured polimer optik lifler için üretim prosedürü adapte. Biz Terahertz plasmonik tepki gösterirler ~ 100 mikron, ayrılmış ~ 10 mikron çaplı indiyum tel içeren polimetilmetakrilat elyaf üretmek.
Abstract
Metamalzemeler onlar 1 işlediği dalgaboyu daha küçük bileşenlerin birleştirilmesi ile imal insan yapımı kompozit malzemelerdir. Onlar yerine onları oluşturan atomların, onların bileşenlerinin yapısını kendi elektromanyetik özellikleri borçluyum. Örneğin, alt-dalga boyu metal tellerin metal kendilerini 2 aksine, belirli bir frekansta ya pozitif ya da negatif elektrik etkili bir dielektrik sabitine sahip olması sağlanabilir. Işığın davranışı üzerinde bu benzersiz kontrol potansiyel kırınım sınırı 5 Aşağıdaki nesneler çözmek gibi görünmezlik pelerinleri 3, negatif kırılma indisi malzemeleri 4, ve lensler gibi yeni cihazlar, bir dizi neden olabilir. Ancak, optik, orta-kızılötesi ve Terahertz frekanslarda çalışan metamalzemeler geleneksel pahalı ve çoğu birkaç cen altındadır örnekleri üretmek nano ve mikro üretim teknikleri kullanılarak yapılırboyutu 6-7 timetres. Burada bir Terahertz plasmonik cevabı 8 sergilemek lif şeklinde, metal tel metamalzemeler yüzlerce metre üretmek için bir üretim yöntemi sunuyoruz. Biz (PMMA) tüpler polimetilmetakrilat içinde indiyum teller kullanılarak Taylor-tel süreci 10 ile microstructured polimer fiber optik 9 üretmek için kullanılan yığını-ve-çizmek tekniği birleştirir. Bu, işlemek için Terahertz bölge içinde uygun optik özelliklere sahip sökülebilen bir dielektrik kolaydır, çünkü PMMA seçilir; indiyum o 156.6 arasında bir erime sıcaklığına sahip olduğu ° C olan PMMA ile codrawing için uygundur. Biz bir ucunda mühürlü dış çapı 1 mm iç çapı (ID) ve 12 mm (OD) ile 1 mm çaplı ve PMMA tüp içinde% 99.99 saflıkta bir indiyum tel bulunmaktadır. Tüp boşaltılmış ve 1.2 mm arasında bir dış çapa aşağı çekilmektedir. Elde edilen elyaf daha sonra küçük parçalar halinde kesilmiş, ve daha büyük bir PMMA tüp içine yığılır. Bu yığın biri kapatılırbir fırın içine beslenir ve uç sırasında hızla 10 bir faktör ile yapının çapının azaltılması, ve 100 bir faktör ile uzunluğu arttıkça, çekilmektedir. Bu tür lifler mikro ve nano ölçekte özelliklere sahip, kitle üretilebilir, niteliği gereği, esnek, ve doğada bulunmayan elektromanyetik özellikleri sergilemek üzere dokunmuş olabilir. Onlar Terahertz böyle görünmez lifleri, dokuma negatif kırılma indisi bezler ve süper giderilmesi lensler gibi optik frekanslar için yeni cihazlar bir dizi için umut verici bir platformu temsil ediyor.
Protocol
Representative Results
Discussion
Burada sunulan tekniği etkili bir high-pass filtre gibi davranarak, THz aralığında plasmonik yanıt (ve böylece uyarlanmış bir elektrik geçirgenlik) sahip, mikro özelliği boyutları ile sürekli üç boyutlu metamalzemeler kilometrelik üretim sağlar. Bu deneysel Terahertz zaman domeni spektroskopisi 11 ile karakterize edilebilir. Bu aralığı 12 negatif bir manyetik geçirgenlik sahip metamalzeme elyaflar ile bir araya geldiğinde, fiber-şekilli metamalzemeler, örneğin negatif kır?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu araştırma, Avustralya Araştırma Konseyi Discovery Projeler finansman planı (proje numarası DP120103942) kapsamında desteklenmiştir. BTK ve AA Avustralya Araştırma Konseyi Gelecek Bursu (FT0991895) ve sırasıyla Avustralya Araştırma Bursu (DP1093789) ve alıcıları vardır.
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalogue Number | Comments |
| Indium 99.99% Wire, 1 mm diameter | AIM Specialty | Available on request | www.aimspecialty.com http://www.aimspecialty.com/Portals/0/Files/Indium.pdf |
| 2-Propanol(Isopropanol) | Sigma-Aldrich | Product Number 190764 |
http://www.sigmaaldrich.com/chemistry/solvents/products.html?TablePage=17292086 |
| Adhesive tape | Staples | ||
| One Wrap PTFE Tape, 5 ml x 12 mmW x 0.2 mmT | RS Components | RS Stock Number 231-964 |
http://uk.rs-online.com/web/p/ptfe-tapes/0231964/ |
| 50 Micron Aluminium Foil Tape | Advance Adhesive Tapes | AT506 | http://www.advancetapes.com/Products/types/9/page1/81 |
| Blu-tak | Bostik | http://www.blutack.com/index.html | |
| Araldite Quick Set | Selleys | http://selleys.com.au/adhesives/household-adhesive/araldite/quick-set | |
| PMMA tubes: – ID 6 mm, OD 12 mm – ID 9 mm, OD 12 mm |
B & M Plastics: Plastic Fabrication | Available on request | http://www.bmplastics.com.au/about-us.htm |
| Equipment Requirements | |||
|
References
- Cai, W., Shalaev, V. . Optical Metamaterials: Fundamentals and Applications. , (2010).
- Pendry, J. B., Holden, A. J. Extremely Low Frequency Plasmons in Metallic Mesostructures. Phys. Rev. Lett. 76, 4773-4776 (1996).
- Schurig, D., Mock, J. J. Metamaterial Electromagnetic Cloak at Microwave Frequencies. Science. 314, 977-980 (2006).
- Shalaev, V. M. Optical negative-index metamaterials. Nat. Photonics. 1, 41-48 (2007).
- Liu, Z., Lee, H. Far-field optical hyperlens magnifying sub-diffraction-limited objects. Science. 315, (2007).
- Boltasseva, A., Shalaev, V. M. Fabrication of optical negative-index metamaterials: Recent advances and outlook. Metamaterials. 2, 1-17 (2008).
- Soukoulis, C. M., Wegener, M. Past achievements and future challenges in the development of three-dimensional photonic metamaterials. Nat. Photonics. 5, 523-530 (2011).
- Tuniz, A., Kuhlmey, B. T. Drawn metamaterials with plasmonic response at terahertz frequencies. Appl. Phys. Lett. 96, 191101 (2010).
- Argyros, A. Microstructured polymer optical fibers. J. Lightwave Technol. 27, 1571-1579 (2009).
- Donald, I. W. Production, properties and applications of microwire and related products. J. Mater. Sci. 22, 2661-2679 (1987).
- Grischkowsky, D., Keiding, S. Far-infrared time-domain spectroscopy with terahertz beams of dielectrics and semiconductors. J. Opt. Soc. Am. B. 7, 2006-2015 (1990).
- Wang, A., Tuniz, A. Fiber metamaterials with negative magnetic permeability in the terahertz. Opt. Mat. Express. 1, 115-120 (2010).
- Tuniz, A., Lwin, R. Stacked-and-drawn metamaterials with magnetic resonances in the terahertz range. Opt. Express. 19, 16480-16490 (2011).
