Transmission and propagation properties of novel metamaterials
Yeni metamalzemelerin geçirgenlik ve yayılma özellikleri
- Tez No: 237606
- Danışmanlar: PROF. DR. GÖNÜL TURHAN SAYAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Electrical and Electronics Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 169
Özet
Metamalzemeler, kendine has elektromanyetik özelliklere sahip yeni aygıtların tasarlanmasındaki potansiyelleri nedeniyle son yıllarda oldukça ilgi çekmişlerdir. Bu tezde, yeni metamalzeme yapılarının geçirgenlik ve yayılma özelliklerini inceledik. Metamalzemelerin elektromanyetik özellikleri tanımlandı ve Yarıklı Halka Rezonatörü yapısının rezonans mekanizması incelendi. Bunun yanında, mikrodalga frekansları için yakın zamanda önerilen solak metamalzeme yapıları olan Balıkağı şeklindeki metamalzemeler çalışıldı. Balıkağı yapılarındaki solak geçirgenlik ve negatif (ters) faz hızı gösterildi. Son olarak, elektromanyetik dalgaların mikrodalga frekanslarda dalga boyu altı aralıktan (delikten) geçişinin artırılması için yarıklı halka rezonatorünün kullanılması esasına dayanan yeni yöntemler önerdik ve başarıyla doğruluğunu gösterdik. Elektromanyetik dalgaların dalga boyu altı aralıktan geçişinin artırılmasının; aralığın önüne yarıklı halka rezonatorü koyarak ve aralığın şeklini yarıklı halka rezonatorü şekilli aralığa dönüştürerek gerçekleştirilmesini inceledik. Gelen elektromanyetik dalganın, etkili bir biçimde dalga boyu altı aralıkla bağlaştırılması sonucu dalga boyu altı aralıkta elektromanyetik alanın güçlü toplanması (lokalizasyon) olmaktadır. Toplanan elektromanyetik dalgalar, dalga altı aralıktan artırılmış geçirgenlik olmasını sağlamaktadırlar. Önerilen yapılar tasarlandı, benzetim yapıldı, üretildi ve ölçüldü. Benzetim çalışmaları ve ölçümler benzer sonuçlar verdi ve önerilen yeni yapıların kullanılması ile dalga boyu altı aralıktan elektromanyetik geçirgenlikte önemli oranda artış gözlemlendi. Dalga boyu altı aralığın yarıçapı (r) yaklaşık olarak gelen dalganın dalga boyundan 20 kat daha küçüktür (r/?~0.05). Bu oran, bildiğimiz kadarıyla güncel literatürün en küçük aralık yarıçapının dalga boyuna oranı değeridir.
Özet (Çeviri)
Metamaterials attracted significant attention in recent years due to their potential to create novel devices that exhibit specific electromagnetic properties. In this thesis, we investigated transmission and propagation properties of novel metamaterial structures. Electromagnetic properties of metamaterials are characterized and the resonance mechanism of Split Ring Resonator (SRR) structure is investigated. Furthermore, a recent left-handed metamaterial structure for microwave regime called Fishnet-type metamaterial is studied. We demonstrated the left-handed transmission and negative phase velocity in Fishnet Structures. Finally, we proposed and successfully demonstrated novel approaches that utilize the resonant behavior of SRR structures to enhance the transmission of electromagnetic waves through sub-wavelength apertures at microwave frequency regime. We investigated the transmission enhancement of electromagnetic waves through a sub-wavelength aperture by placing SRR structures in front of the aperture and also by changing the aperture shape as SRR-shaped apertures. The incident electromagnetic wave is effectively coupled to the sub-wavelength aperture causing a strong localization of electromagnetic field in the sub-wavelength aperture. Localized electromagnetic wave gives rise to enhanced transmission from a single sub-wavelength aperture. The proposed structures are designed, simulated, fabricated and measured. The simulations and experimental results are in good agreement and shows significant enhancement of electromagnetic wave transmission through sub-wavelength apertures by utilizing proposed novel structures. Radius (r) of the sub-wavelength aperture is approximately twenty times smaller than the incident wavelength (r/?~0.05). This is the smallest aperture size to wavelength ratio in the contemporary literature according to our knowledge.
Benzer Tezler
- Analysis, applications, and a novel design of double negative metamaterials
Çift negatif metamalzemelerin analiz, uygulama ve yeni tasarımı
CUMALİ SABAH
Doktora
İngilizce
2008
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SAVAŞ UÇKUN
- Characterization and applications of negative-index metamaterials
Negatif indisli metamalzemelerin karakterizasyonu ve uygulamaları
KORAY AYDIN
Doktora
İngilizce
2008
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKMEL ÖZBAY
- Novel approaches to control the propagation of electromagnetic waves: Metamaterials and photonic crystals
Elektromanyetik dalgaların yayılmasının kontrolünde yeni yöntemler: Metamalzemeler ve fotonik kristaller
İRFAN BULU
Doktora
İngilizce
2007
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. EKMEL ÖZBAY
- Designs of compact optical devices based on periodic meta-structures
Periyodik meta-yapılar tabanlı optik aygıt tasarımları
AHMET EMIN AKOSMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKMEL ÖZBAY
- Novel plasmonic devices for nano-photonics applications
Nano-fotonik uygulamalar için yeni plazmonik cihazlar
LEVENT ŞAHİN
Doktora
İngilizce
2013
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKMEL ÖZBAY