Fabriceren Metamaterialen Met behulp van de Fiber tekenmethode

Metamaterialen zijn kunstmatige composietmaterialen vervaardigd door montagedelen veel kleiner dan de golflengte waarop zij opereren ^1. Ze danken hun elektromagnetische eigenschappen om de structuur van hun kiezers, in plaats van de atomen waaruit ze bestaan. Bijvoorbeeld kan sub-golflengte metaaldraden zijn ingericht om een effectieve elektrische permittiviteit dat positief of negatief is bij een bepaalde frequentie hebben, in tegenstelling tot de metalen zelf ^2. Deze ongekende controle over het gedrag van licht kan mogelijk leiden tot een aantal nieuwe apparaten, zoals onzichtbaarheidsmantels ^3, negatieve brekingsindex materiaal ⁴ en lenzen die objecten op te lossen onder de diffractielimiet ^5. Echter metamaterialen die op optische, midden-infrarood en terahertz frequenties conventioneel gemaakt van nano-en micro-fabricage technieken die duur en produceren monsters die hoogstens enkele centimetres groot ^6-7. Hier presenteren we een verzinsel methode om honderden meters van metaaldraad metamaterialen produceren in vezelvorm, die een terahertz plasmonische reactie ⁸ vertonen. We combineren de stapel-en trek techniek voor microgestructureerde polymere optische vezel ⁹ met de in Taylor-wire proces ^10, met indium draden in polymethylmethacrylaat (PMMA) buizen. PMMA is gekozen omdat het een gemakkelijk te hanteren, trekbare diëlektrische met geschikte optische eigenschappen in het terahertz regio; indium omdat het een smelttemperatuur van 156,6 ° C die geschikt is voor codrawing met PMMA. We hebben een indium draad van 1 mm diameter en 99,99% zuiverheid in een PMMA buis met 1 mm binnendiameter (ID) en 12 mm buitendiameter (OD) die is afgedicht aan een einde. De buis is geëvacueerd en opgenomen met een buitenste diameter van 1,2 mm. De resulterende vezel wordt dan in kleinere stukken geknipt, en gestapeld in een grotere PMMA buis. Deze stack is afgedicht op eenend en toegevoerd aan een oven terwijl ze snel getrokken, waardoor de diameter van de structuur met een factor 10, en toename van de lengte met een factor 100. Dergelijke vezels bezitten functies op de micro-en nano-schaal, zijn inherent flexibel, massa-produceerbaar, en kan worden geweven om de elektromagnetische eigenschappen die niet zijn gevonden in de natuur vertonen. Zij vertegenwoordigen een veelbelovende platform voor een aantal nieuwe apparaten van terahertz naar optische frequenties, zoals onzichtbare vezels, geweven negatieve brekingsindex doeken, en super-oplossen van lenzen.