Estudio de estructuras metalo-dieléctricas periódicas con propiedades electromagnéticas exóticas

Abstract

Se plantea un modelo de admitancia superficial para describir arreglos periódicos bidimensionales de dispersores electromagnéticos de tamaño eléctrico pequeño, útil para cualquier ángulo de incidencia y cualquier estado de polarización. Se estudian dos tipos de metasuperficies novedosas: pantallas auto-complementarias en las que se tiene una banda de paso para una polarización dada y, al mismo tiempo, una banda de re-chazo para la polarización ortogonal, y filtros espaciales (angulares) que tienen la característica de proporcio-nar un desplazamiento en la frecuencia de resonancia al variar el ángulo de incidencia de la radiación con que son iluminados. Finalmente, se extiende el estudio de metasuperficies al rango óptico, explorando la saturación de la frecuencia de reso-nancia en una metasupeficie complementaria de anillos cortados y comparándola con la ordinaria. Fruto de este estudio se plantea un teorema de complementariedad. Este teorema se aplicó satisfactoria-mente a los nano-circuitos, una propuesta reciente para tener circuitos eléctricos en el rango óptico.

Abstract: A surface admittance model is proposed to describe bidimensional periodic arrays of electromagnetic scatterers of small electric size, which is useful with an arbitrary angle of incidence and any polarization mode. Two kinds of novel metasurfaces are analyzed: selfcomplementary screens and spatial (angular) filters. First ones exhibit a pass-band for certain polarization and, simultaneously, a stop-band for the orthogonal polarization. In the second ones the resonant frequency can be modified by changing the angle of incidence of the impinging wave. Finally, some characteristics of metasurfaces are studied in the optical range, where saturation in the resonant frequency is presented. The saturation in ordinary and complementary screens are compared. A theorem of complementarity arises as a consequence of this study. This theorem is successfully applied to nano-circuits, a recent proposal for obtaining electric circuits into the optical range.