, будь-яка структура, чиї властивості визначаються бреггівського дифракцией, не може вважатися метаматеріалом [5].
.1.2 Класифікація метаматеріалів
Метаматеріали за характером зміни коефіцієнта заломлення можна розділити на три основні класи [2]:
. Одномірні, в яких коефіцієнт заломлення періодично змінюється в одному просторовому напрямку. Такі метаматеріали складаються з паралельних один одному шарів різних матеріалів з різними коефіцієнтами заломлення і можуть проявляти свої властивості в одному просторовому напрямку, перпендикулярному шарам.
. Двомірні, в яких коефіцієнт заломлення періодично змінюється у двох просторових напрямках. Метаматеріал може бути створений прямокутними областями з коефіцієнтом заломлення n1, які знаходяться в середовищі з коефіцієнтом заломлення n1. При цьому області з коефіцієнтом заломлення n1 впорядковані в двовимірної кубічної решітці. Такі метаматеріали можуть проявляти свої властивості в двох просторових напрямках. І форма областей з коефіцієнтом заломлення n1 не обмежується прямокутниками, як на рис 1.3., А може бути будь-який (окружності, еліпси, довільна і т.д.). Кристалічна решітка, в якій впорядковані ці області, також може бути іншою, а не тільки кубічної, як на наведеному малюнку.
. Тривимірні, в яких коефіцієнт заломлення періодично змінюється в трьох просторових напрямках. Такі метаматеріали можуть проявляти свої властивості в трьох просторових напрямках, і можна їх представити як масив об'ємних областей (сфер, кубів і т. д.), упорядкованих у тривимірній кристалічній решітці.
Рис.1.3. 1D, 2D, 3D метаматеріали
Як і електричні середовища, залежно від ширини заборонених і дозволених зон, метаматеріали можна розділити на:
Провідники - здатні проводити квазічастинки на великі відстані з малими втратами;
Діелектрики - практично ідеальні дзеркала;
Напівпровідники - речовини здатні, наприклад, вибірково відображати квазічастинки певної довжини хвилі;
Надпровідники, в яких завдяки колективним явищам квазічастинки здатні поширюватися практично на необмежені відстані.
Також розрізняють резонансні і нерезонансні метаматеріали [9]. Резонансні метаматеріали відрізняються від нерезонансних тим, що в них використовуються матеріали, у яких діелектрична проникність (або коефіцієнт заломлення) як функція частоти має полюс на деякій резонансної частоті.
Будь неоднорідність в метаматеріалів (наприклад, відсутність одного або декількох квадратів на Рис.1.3., їх різний розмір і т. д.) називаються дефектом метаматериала. У таких областях часто зосереджується електромагнітне поле, що використовується в мікрорезонаторах і хвилеводах, побудованих на основі метаматеріалів.
.1.3 Фотонні кристали
Одні з найвідоміших і перших метаматеріалів - фотонні (оптичні) кристали. Фотонний кристал (англ. photonic crystal) - матеріал, структура якого характеризується періодичною зміною показника заломлення в 1-м, 2-х або 3-х просторових напрямках [10]. Це справедливо і для фононних кристалів.
Рис.1.4. Напівдорогоцінне каміння опал
ФТК, завдя...
