Metamateriales con actividad electromagnética basados en inserciones metálicas tipo manivela
- Autores: Ángel Joaquín García Collado
- Directores de la Tesis: José Margineda Puigpelat (dir. tes.), Gregorio Molina Cuberos (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Murcia ( España ) en 2012
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Ernesto Martín Rodríguez (presid.), Josefa M. Núñez Trigueros (secret.), José Represa Fernández (voc.), Antonio Luis Campos Da Silva Topa (voc.), Ángel Vegas García (voc.)
- Materias:
- Texto completo no disponible (Saber más ...)
- Resumen
- español
En esta Tesis se aborda el diseño, implementación y medida de nuevos metamateriales quirales basados en inclusiones de elementos metálicos de tipo manivela. Partiendo del comportamiento electromagnético de los medios quirales clásicos implementados mediante inclusiones en forma de hélice, se estudia la evolución hacia nuevas estructuras, no referenciadas con anterioridad, que presentan grandes ventajas sobre aquellas, de forma que se simplifica de forma notable el proceso de diseño y fabricación y, lo que es más interesante, mejora su respuesta electromagnética.
Para ello, y mediante el empleo de técnicas fundamentalmente experimentales, se ha analizado aquellos parámetros físicos que caracterizan la actividad electromagnética de los medios con quiralidad: la dispersión óptica rotatoria y el dicroísmo circular, observándose mejoras en los diseños iniciales que han permitido la maximización de los mismos y, a la vez, minimizar las pérdidas asociadas. Para este fin, diversas distribuciones espaciales ordenadas y diferentes agrupamientos de manivelas han sido propuestos, lo que constituye una importante innovación en este campo.
Se ha logrado la implementación de medios que presentan una destacada respuesta quiral, lo que además, ha permitido obtener en determinadas bandas de frecuencia un índice de refracción negativo, es decir, que el medio responda como medio zurdo. Esto se logra a partir de los elevados valores de quiralidad presentados por los medios diseñados en este trabajo, sin necesidad de permitividad y permeabilidad simultáneamente negativas, tal y como ocurre en los medios con índice de refracción negativo tradicionales.
Metamateriales con actividad electromagnética basadas en inserciones metálicas tipo manivela Tesis Doctoral ¿ Ángel Joaquín García Collado
- English
Abstract The main objective of the present Doctoral Thesis has been: the design, implementation and measurement of new chiral metamaterials based on the inclusion of metallic cranks into a host medium.
Starting with the analysis of the electromagnetic behavior of classic (based on random distribution of helices) chiral media, the work continued with the study of new structures, not previously referenced, which have shown to have many advantages: the design and manufacturing processes are greatly simplified and, more important, the new structures improve the electromagnetic behavior of the devices.
The evaluation of electromagnetic activity has been carried out in terms of the following physical parameters: optical rotatory dispersion and circular dichroism. Experimental and numerical analysis, used in an interlaced way, have allowed the continuous improvement of the successive designs, obtaining devices with better electromagnetic activity while having reduced losses. Different spatial distributions with different clusters of metallic cranks have been used to get the desired objectives.
With the above mentioned arrangements a relevant chiral response has been achieved. This has allowed negative index of refraction (left handed metamaterials) within some frequency bands. This behavior is mainly due to the high chirality shown by the metamaterials. It is not associated to the permittivity and permeability being simultaneously negative, as occurs in traditional negative index materials.
- español
