Fiber Çizim Yöntemi Kullanma Fabricating meta malzeme

Özet

Terahertz frekanslarda metamalzemeler eşsiz fırsatlar sunuyoruz, ancak toplu olarak imal meydan okuyorlar. Biz ucuza endüstriyel ölçekte potansiyel metamalzemeler imal microstructured polimer optik lifler için üretim prosedürü adapte. Biz Terahertz plasmonik tepki gösterirler ~ 100 mikron, ayrılmış ~ 10 mikron çaplı indiyum tel içeren polimetilmetakrilat elyaf üretmek.

Özet

Metamalzemeler onlar ¹ işlediği dalgaboyu daha küçük bileşenlerin birleştirilmesi ile imal insan yapımı kompozit malzemelerdir. Onlar yerine onları oluşturan atomların, onların bileşenlerinin yapısını kendi elektromanyetik özellikleri borçluyum. Örneğin, alt-dalga boyu metal tellerin metal kendilerini ² aksine, belirli bir frekansta ya pozitif ya da negatif elektrik etkili bir dielektrik sabitine sahip olması sağlanabilir. Işığın davranışı üzerinde bu benzersiz kontrol potansiyel kırınım sınırı ⁵ Aşağıdaki nesneler çözmek gibi görünmezlik pelerinleri ^3, negatif kırılma indisi malzemeleri ^4, ve lensler gibi yeni cihazlar, bir dizi neden olabilir. Ancak, optik, orta-kızılötesi ve Terahertz frekanslarda çalışan metamalzemeler geleneksel pahalı ve çoğu birkaç cen altındadır örnekleri üretmek nano ve mikro üretim teknikleri kullanılarak yapılırboyutu ^6-7 timetres. Burada bir Terahertz plasmonik cevabı ⁸ sergilemek lif şeklinde, metal tel metamalzemeler yüzlerce metre üretmek için bir üretim yöntemi sunuyoruz. Biz (PMMA) tüpler polimetilmetakrilat içinde indiyum teller kullanılarak Taylor-tel süreci ¹⁰ ile microstructured polimer fiber optik ⁹ üretmek için kullanılan yığını-ve-çizmek tekniği birleştirir. Bu, işlemek için Terahertz bölge içinde uygun optik özelliklere sahip sökülebilen bir dielektrik kolaydır, çünkü PMMA seçilir; indiyum o 156.6 arasında bir erime sıcaklığına sahip olduğu ° C olan PMMA ile codrawing için uygundur. Biz bir ucunda mühürlü dış çapı 1 mm iç çapı (ID) ve 12 mm (OD) ile 1 mm çaplı ve PMMA tüp içinde% 99.99 saflıkta bir indiyum tel bulunmaktadır. Tüp boşaltılmış ve 1.2 mm arasında bir dış çapa aşağı çekilmektedir. Elde edilen elyaf daha sonra küçük parçalar halinde kesilmiş, ve daha büyük bir PMMA tüp içine yığılır. Bu yığın biri kapatılırbir fırın içine beslenir ve uç sırasında hızla 10 bir faktör ile yapının çapının azaltılması, ve 100 bir faktör ile uzunluğu arttıkça, çekilmektedir. Bu tür lifler mikro ve nano ölçekte özelliklere sahip, kitle üretilebilir, niteliği gereği, esnek, ve doğada bulunmayan elektromanyetik özellikleri sergilemek üzere dokunmuş olabilir. Onlar Terahertz böyle görünmez lifleri, dokuma negatif kırılma indisi bezler ve süper giderilmesi lensler gibi optik frekanslar için yeni cihazlar bir dizi için umut verici bir platformu temsil ediyor.

Protokol

Genel bakış

Bileşik indium / PMMA lif (Şekil 3) kendilerini mevcut PMMA tüp ve teller hazırlanabilir gereken tek bir indiyum tel (Şekil 2), dahil olmak üzere, PMMA lif yığını çizerek elde edilir. Sunulan adımlar şunlardır:

1. Manuel istifleme için uygun çapta tek bir indiyum tel içeren PMMA fiber üretin. Bunun için, ilk olarak 1 mm'lik bir indiyum tel (Bölüm 1) ağırlayacak bir PMMA tüp hazırlayın, sonra indiyum içeren ve gerekli boyut (Bölüm 2) çizin.
2. Yığın ve gerekli boyuta elde bireysel indiyum-dolu PMMA elyafları (Bölüm 3) çizin.

Bö....

Sonuçlar

Metamalzeme lifleri açıklanan tekniği kullanılarak üretildi. Bunlar, sırasıyla kendilerine üretilmiş olan bir 10 mm polimer kılıf içinde bulunan 1 mm indiyum tellerin bir preform, çekilen edilmiş, Şekil 2'de gösterilen 100 mikron çap sürekli indiyum teller içeren 1 mm PMMA elyaflar, bir preform dan toplandı Uygun boyutlu polimer kılıf borular ile, Şekil 1'de şematik olarak gösterilmektedir. THz aralığında plasmonik tepki veren bir metamalzeme lif örneği enine kesit bir mikroskop.......

Tartışma

Burada sunulan tekniği etkili bir high-pass filtre gibi davranarak, THz aralığında plasmonik yanıt (ve böylece uyarlanmış bir elektrik geçirgenlik) sahip, mikro özelliği boyutları ile sürekli üç boyutlu metamalzemeler kilometrelik üretim sağlar. Bu deneysel Terahertz zaman domeni spektroskopisi ¹¹ ile karakterize edilebilir. Bu aralığı ¹² negatif bir manyetik geçirgenlik sahip metamalzeme elyaflar ile bir araya geldiğinde, fiber-şekilli metamalzemeler, örneğin negatif kırılma endeksi malzemeler içi.......

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi

Ad	Şirket	Katalog numarası	Yorumlar
Reaktif / Malzeme Adı	Şirket	Katalog Numarası	Yorumlar
İndiyum% 99.99 Tel, 1 mm çapında	AIM Özel	Istek üzerine mevcuttur	www.aimspecialty.com http://www.aimspecialty.com/Portals/0/Files/Indium.pdf
2-propanol (izopropanol)	Sigma-Aldrich	Ürün Numarası 190764	http://www.sigmaaldrich.com/chemistry/solvents/products.html?TablePage=17292086
Yapışkan bant	Staples
Bir Wrap PTFE Bant, 5 ml x 12 MMW x 0.2 MMT	RS Components	RS Stok Numarası 231-964	http://uk.rs-online.com/web/p/ptfe-tapes/0231964/
50 Mikron Alüminyum Folyo Bant	Şeritleri Advance	AT506	http://www.advancetapes.com/Products/types/9/page1/81
Blu-tak	Bostik		http://www.blutack.com/index.html
Hızlı Kurulum Araldite	Selleys		http://selleys.com.au/adhesives/household-adhesive/araldite/quick-set
PMMA tüpler: - Kimliği 6 mm OD 12 mm - Kimliği 9 mm OD 12 mm	B & M Plastik: Plastik İmalat	Istek üzerine mevcuttur	http://www.bmplastics.com.au/about-us.htm
			Ekipman Gereksinimleri
			En az 200 ° C (Preform ve Fiber beraberlik imkanları ile Heathway Polimer Beraberlik Kulesi) maksimum sıcaklık fırınları ile Fibre berabere kulesi. Çekme kule bir fotoğrafı Şekil 5 'de gösterilmiştir. En az 90 ° C maksimum sıcaklıkta Tavlama fırını Optik mikroskop. Sıcak hava tabancası. Vakum pompası. En preform genişletici (30 cm uzunluğunda ve 12 mm çapında metal tüp). Birincil beraberlikalt genişletici (100 cm uzunluğunda ve 12 mm çapında metal tüp). İkincil beraberlik alt genişletici (20 cm uzunluk ve 12 mm çaplı PMMA tüp).