مطالعه اثرهای اپتیکی در متامواد تک منفی

به دلیل رفتار خاص امواج الکترومغناطیسی در محیط های تک منفی، برخی از پدیده های اپتیکی مانند تشدید، تونل زنی کامل، بازتاب صفر و شفافیت در ساختاری دولایه ای از متامواد تک منفی (با یک لایه ی اپسیلون- منفی و یک لایه ی مو- منفی) قابل مشاهده است. اگر فضای داخل یک موجبر با این ساختار دولایه ای پر شود، برخلاف موجبرهای معمولی، این موجبر حداکثر یک مُد را می تواند انتقال دهد و ضخامت آن را نیز می توان به اختیار کوچک انتخاب کرد. ما خواص گاف های باند را در یک بلور فوتونیکی یک بعدی با سه لایه از مواد مختلف (اپسیلون- منفی، مو- منفی و معمولی) در هـر تناوب، بررسی کرده و روابطی تقریبی را بـرای تعیین مکان لبه ی گاف ها به دست آورده ایم. سپس نشان داده ایم که با افزایش ضخامت لایه ی معمولی هر دو لبه ی گاف فاز صفر و لبه ی بالایی گاف زاویه ای به فرکانس های پایین تر جابه جا می شوند. همچنین مطالعات ما نشان می دهد که لبه ی بالایی گاف زاویه ای با افزایش زاویه ی تابش، به فرکانس های بالاتر انتقال می یابد؛ در صورتی که در مورد گاف فاز صفر یکی از لبه ها مستقل از زاویه ی تابش است و جابه جایی لبه ی دیگر آن با افزایش زاویه ی تابش به ضخامت لایه ی معمولی بستگی دارد. به دلیل تقویت میدان الکتریکی در بلورهای فوتونیکی شامل متامواد تک منفی، در این ساختارها پدیده ی غیرخطی دوپایایی اپتیکی در شدت هایی بسیار پایین قابل مشاهده می باشد.