haku: @instructor Setälä, Tero / yhteensä: 5
viite: 4 / 5
| Tekijä: | Hakkarainen, Timo |
| Työn nimi: | Subwavelength Electromagnetic Imaging of Dipole Field with Metamaterial Nanoslab |
| Dipolin kentän diffraktiorajaa tarkempi kuvaaminen ohuella metamateriaalilevyllä | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2008 |
| Sivut: | 70 Kieli: eng |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Teknillisen fysiikan laitos |
| Oppiaine: | Optiikka ja molekyylimateriaalit (Tfy-125) |
| Valvoja: | Kaivola, Matti |
| Ohjaaja: | Setälä, Tero ; Friberg, Ari T. |
| OEVS: | Sähköinen arkistokappale on luettavissa Aalto Thesis Databasen kautta.
Ohje Digitaalisten opinnäytteiden lukeminen Aalto-yliopiston Harald Herlin -oppimiskeskuksen suljetussa verkossaOppimiskeskuksen suljetussa verkossa voi lukea sellaisia digitaalisia ja digitoituja opinnäytteitä, joille ei ole saatu julkaisulupaa avoimessa verkossa. Oppimiskeskuksen yhteystiedot ja aukioloajat: https://learningcentre.aalto.fi/fi/harald-herlin-oppimiskeskus/ Opinnäytteitä voi lukea Oppimiskeskuksen asiakaskoneilla, joita löytyy kaikista kerroksista.
Kirjautuminen asiakaskoneille
Opinnäytteen avaaminen
Opinnäytteen lukeminen
Opinnäytteen tulostus
|
| Sijainti: | P1 Ark TF80 | Arkisto |
| Avainsanat: | metamaterials subwavelength imaging dipole field metamateriaalit diffraktiorajaa tarkempi kuvaaminen dipolin kenttä |
| Tiivistelmä (fin): | Metamateriaalit ovat olleet intensiivisen tutkimuksen kohteena optiikassa viime aikoina. Metamateriaalien suhteellinen permittiivisyys ja permeabiliteetti voivat saada negatiivisia arvoja, minkä seurauksena myös materiaalin taitekerroin voi olla negatiivinen. Negatiivisen taitekertoimen materiaaleissa (NIMs) tapahtuu epätavallisia optisia ilmiöitä kuten valon käänteinen taittuminen rajapinnalla (Snellin laki) ja käänteinen Dopplerin ilmiö. On myös osoitettu, että ohutta metamateriaalilevyä voidaan käyttää lähikentässä täydellisenä linssinä, jonka kuvaustarkkuus ylittää perinteisen diffraktiorajan. Kyseinen ilmiö tapahtuu, koska NIM-levy kumoaa etenevien aaltojen vaihemuutoksen sekä vahvistaa vaimenevia aaltokomponentteja. Kokeelliset tutkimukset ovat osoittaneet, että diffraktioraja voidaan ylittää myös käyttämällä ohutta hopeakalvoa linssinä. Vaimenevien aaltokomponenttien fokusointi on kuitenkin hyvin herkkä NIM-materiaalin tai hopean absorptiolle, mikä rajoittaa näiden linssien kuvaustarkkuutta. Tässä työssä tutkitaan teoreettisesti edellä mainittujen linssien kuvausominaisuuksia. Käyttämällä kulmaspektriesitystä työssä johdetaan analyyttinen lauseke pistedipolin sähkökentälle, joka on edennyt linssinä toimivan kerroksen läpi. Työssä tarkastellaan myös aaltovektorin etumerkin valintaa dispersiivisessä negatiivisen taitekertoimen materiaalissa käyttämällä kompleksisten funktioiden teoriaa. Lisäksi työssä simuloidaan sähkökentän energiatiheysjakaumia kuvatasossa levyn takana erilaisilla dipolin orientaatioilla sekä levymateriaalin absorption vaikutusta kuvan erotuskykyyn. Simulaatiot osoittavat, että diffraktiorajaa tarkempi kuvantaminen on mahdollista sekä metamateriaali- että hopealevyllä, mutta kuvissa ilmenee epätäydellisyyksiä materiaalien absorptiosta johtuen. |
| Tiivistelmä (eng): | In recent years, there has been a strong interest in novel optical media called metamaterials. In metamaterials, the real parts of the dielectric permittivity and magnetic permeability can be negative, which makes the refractive index of the material negative as well. Negative index materials (NIMs) exhibit a number of extraordinary optical effects, such as inverse Snell's law and reversed Doppler shift. It has been suggested that a metamaterial slab can be used as a perfect (near-field) lens providing spatial resolution beyond the conventional diffraction limit This phenomenon occurs since a NIM slab cancels out the phase changes of the propagating waves and 'amplifies' the evanescent waves. Experimental work appears to demonstrate that the diffraction limit may also be exceeded using a thin silver slab. However, the focusing of the evanescent wave components is sensitive to the absorbtion in the NIM and silver nanoslabs, and this somewhat limits their subwavelength imaging capabilities. In this thesis, we examine theoretically the subwavelegth imaging of the dipole field with a metamaterial and a silver slab. By using the angular-spectrum representation, we derive an analytic expression for the electric field of the dipole, when transmitted through the slabs. Attention is also paid to the sign of the wave vector in the dispersive negative-index medium by using the theory of complex functions. We do simulations which show the electric energy density distribution of the dipole field in the image plane behind the slabs. We calculate the images for different orientations of the dipole, and study the impact of variable absorption of the slab material to image resolution. Our simulations show that the metamaterial and the silver slab focus the dipole field, but the absorption of the slabs makes the image imperfect. |
| ED: | 2009-02-18 |
INSSI tietueen numero: 36770
+ lisää koriin
INSSI