Métamatériaux électromagnétiques et optiques

1 - Origine et développement des métamatériaux

2 - Principes et propriétés

• 2.1 - Matériau à indice optique négatif

  • Quiz d'entraînement
  Figure 1 - Réfraction d’une onde électromagnétique à l’interface entre un milieu d’indice positif et un milieu où ε r et µ r sont négatifs
• 2.2 - Propriétés des matériaux à main gauche (MMG)
  Figure 2 - Trièdre formé par le champ électrique, l’excitation magnétique et le vecteur de Poynting Figure 3 - Propagation de la phase et de l’énergie dans un matériau classique et dans un matériau à main gauche Figure 4 - Principe de la superlentille
• 2.3 - Réalisation d’un matériau à main gauche

  • Quiz d'entraînement
  Figure 5 - Transmission et réflexion d’un réseau carré de fils de cuivre Figure 6 - Partie réelle de la permittivité relative calculée pour le réseau de fils précédent Figure 7 - Résonateurs circulaires coupés Figure 8 - Perméabilité d’un réseau périodique de résonateurs circulaires coupés et diagramme de dispersion correspondant Figure 9 - Réseau composite réalisé sur circuit imprimé Figure 10 - Perméabilité réelle et imaginaire d’un réseau de disques coupés Figure 11 - Exemples de matériaux à main gauche à haute transmission, large bande, à haute transmission et large bande
• 2.4 - Métamatériaux en micro-ondes

  • Quiz d'entraînement
  Figure 12 - Surfaces à haute impédance Figure 13 - Approche de C. Caloz (figures reproduites avec autorisation) Figure 14 - Structure de Y. Vardaxoglou Figure 15 - Métamatériau composite
• 2.5 - Métamatériaux en optique
  Figure 16 - Structure de D.R. Smith – matériau magnétique artificiel à 1 THz Figure 17 - Structure de C. Soukoulis – matériau magnétique artificiel à 100 THz Figure 18 - Structure de W.M. Shalaev – matériau formé de fils d’or superposés séparés par un diélectrique (ici de la silice) Figure 19 - Matériau de A.N. Grigorenko Figure 20 - Structure fishnet Figure 21 - Structure de N. Liu Figure 22 - Illustration de la procédure de fabrication d’une métasurface plasmonique sur support flexible Figure 23 - Morphologie d’un matériau gyroïd

3 - Applications

• 3.1 - Applications en micro-ondes
  Figure 24 - Surface de Sievenpiper accordable à base de varactors en micro-ondes Figure 25 - Coupleur utilisant une ligne à indice négatif (NRI) et une ligne à microruban (MS) à propagation normale Figure 26 - Réseau d’antennes utilisant des lignes à métamatériaux
• 3.2 - Applications en optiques
  Figure 27 - Hyperlentille Figure 28 - Réalisation d’un absorbant large bande dans le domaine visible Figure 29 - Détection de molécule de 2-naphtalènethiol

4 - Conclusion

5 - Glossaire

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