افتعال يتعلق بما وارء باستخدام أسلوب الرسم الألياف
Summary
يتعلق بما وارء على ترددات تيراهيرتز توفر فرصا فريدة من نوعها، ولكنها صعبة لصنع بكميات كبيرة. نكيف الإجراء تلفيق للألياف البصرية microstructured البوليمر غير مكلفة لتلفيق يتعلق بما وارء محتملة على نطاق صناعي. ونحن ننتج الألياف تحتوي على polymethylmethacrylate ~ قطرها ميكرون أسلاك الإنديوم 10 ميكرومتر مفصولة 100 ~، والتي تظهر استجابة تيراهيرتز plasmonic.
Abstract
يتعلق بما وارء هي من صنع الإنسان المواد المركبة، ملفقة من قبل تجميع مكونات أصغر بكثير من الطول الموجي الذي تعمل فيه 1. انهم مدينون خصائصها الكهرومغناطيسية إلى هيكل ناخبيهم، بدلا من الذرات التي تشكل لهم. على سبيل المثال، يمكن ترتيب الأسلاك المعدنية الفرعية الطول الموجي للحاصلين على السماحية الكهربائية التي هي فعالة إيجابية أو سلبية سواء على تردد معين، وعلى النقيض من المعادن أنفسهم 2. وهذا يمكن السيطرة غير مسبوقة خلال سلوك الضوء تؤدي إلى عدد من الأجهزة الرواية، مثل العباءات الخفي 3، معامل الانكسار السلبي المواد 4، والعدسات التي حل كائنات أقل من الحد حيود 5. ومع ذلك، يتم إجراء يتعلق بما وارء التقليدية التي تعمل على ترددات والبصرية منتصف الأشعة تحت الحمراء وتيراهيرتز باستخدام النانو المتناهية الصغر وتلفيق تقنيات التي هي مكلفة وإنتاج عينات التي هي في معظم القليلة CENtimetres في حجم 6-7. هنا نقدم طريقة تصنيع لإنتاج مئات الأمتار من الأسلاك المعدنية يتعلق بما وارء في شكل الألياف، والتي تظهر استجابة تيراهيرتز plasmonic 8. نحن الجمع بين كومة ورسم التقنية المستخدمة لإنتاج البوليمر الألياف الضوئية microstructured 9 مع عملية تايلور من الأسلاك 10، باستخدام الأسلاك الإنديوم داخل polymethylmethacrylate (PMMA) الأنابيب. يتم اختيار PMMA لأنه هو وسيلة سهلة للتعامل، وعازلة drawable مع الخصائص البصرية المناسبة في المنطقة تيراهيرتز؛ الإنديوم لأنه يحتوي على درجة حرارة انصهار 156.6 ° C الذي هو مناسبة لcodrawing مع PMMA. نحن تشمل الأسلاك الإنديوم بقطر 1 مم ونقاء 99.99٪ في أنبوب بقطر PMMA مم 1 الداخلية (ID) وخارج القطر 12 ملم (OD) التي أغلقت في نهاية واحدة. بعد إنسحاب الأنبوب وسحبها إلى القطر الخارجي لل1.2 مم. ثم يتم قطع الألياف مما أدى إلى قطع أصغر، ومكدسة في أنبوب أكبر PMMA. وختم هذا المكدس في واحدةنهاية وإدخالها فرن بينما يجري وضع بسرعة، مما يقلل من قطر بنية بمعامل 10، وزيادة طول بمعامل 100. تلك الألياف تمتلك ميزات على الصغير ونانو النطاق، مرنة بطبيعتها، producible الشامل، ويمكن أن تنسج لعرض الخصائص الكهرومغناطيسية التي لم يتم العثور عليها في الطبيعة. أنها تمثل منصة واعدة لعدد من الأجهزة الرواية من تيراهيرتز لترددات البصرية، مثل الألياف غير مرئية، ونسج الملابس معامل الانكسار السلبي، والعدسات الفائقة حل.
Protocol
Representative Results
Discussion
هذه التقنية المقدمة هنا يسمح للتصنيع الكيلومترات من يتعلق بما وارء ثلاثية الأبعاد المستمر مع أحجام ميزة الميكروسكيل، وحيازة استجابة plasmonic (وبالتالي السماحية الكهربائية مصممة) في نطاق THz، يتصرف على نحو فعال كعامل تصفية عالية بالمرور. ويمكن استخدام هذه التجربة تتسم ت?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد هذا البحث تحت الأسترالية مجلس أبحاث اكتشاف مخطط تمويل المشاريع (رقم المشروع DP120103942). BTK وAA هي المستفيدين من استرالي الزمالة البحثية المستقبلية المجلس (FT0991895) والاسترالية بحوث زمالة (DP1093789) على التوالي.
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).
