Beata Staśkiewicz - Instytut Fizyki

W celu sprawdzenia, czy poŜądane rozkłady podatności moŜna osiągnąć
stosując srebrne nanodruty w kształcie mocno wydłuŜonych elipsoid obrotowych
osadzonych w krzemowej rurce, określono efektywną anizotropię przenikalności dla
komórki elementarnej o liniowych rozmiarach mniejszych lub porównywalnych
z uŜywaną długością fali.
Rys. E.34. Komórka podstawowa symulacji metodą elementów skończonych:
a) komórka podstawowa (cylindryczne sektory) srebrnych drutów, zastąpiona przez
komórki złoŜone z prostopadłościennych pryzmatów. b) Geometria 3D prostokątnej
komórki podstawowej. W symulacji wartości h c oraz I c były ustalone, natomiast
zmieniano wartości w c proporcjonalnie do wartości promienia kaŜdej warstwy (na
podstawie [98]).
Analiza numeryczna przeprowadzona bardziej zaawansowaną metodą [97]
(wektorowa metoda elementów skończonych) pokazała, Ŝe obszary zmienności
wymagane dla zaleŜności ε θ , i ε r są dobrze wyznaczone metodą ośrodka efektywnego.
Ta analiza potwierdziła doskonałe dopasowanie zaleŜności ε θ , ε r wyznaczanych na
podstawie równania (E.32); ponadto:
a) wskazała na konieczność dodatkowego dostosowania ilorazu α oraz wartości
parametru określającego stosunek objętości nanodrutów do objętości kaŜdej
z warstw;
b) potwierdziła małą wartość urojonej przenikalności radialnej ε r , której rząd
wynosił około 0,1 w całej objętości peleryny.
W celu zilustrowania działania proponowanej niemagnetycznej peleryny
optycznej przedstawionej na rys. E.33 dla długości fali λ op = 632,8 nm wykonano
numeryczne symulacje, w których wyznaczano rozkłady (mapy) pól elektromagnetycznych.
Obiektem, który ma być niewidoczny/ukryty pod peleryną, jest
metalowy cylinder o promieniu r = a. Wyniki symulacji (dla polaryzacji TM) w
postaci rozkładu pola magnetycznego wokół ukrytego obiektu oraz linii przepływu
mocy przedstawia rys. E.35. NaleŜy przy tym zaznaczyć, iŜ rozmiar peleryny jest
sześciokrotnie większy niŜ długość fali λ op , natomiast obszar symulacji jest
dwudziestokrotnie większy od długości fali λ op . Rys. E.35a przedstawia przebieg linii
pola dookoła metalowego cylindra umieszczonego wewnątrz zaprojektowanej
peleryny (wartości parametrów określone są na rys. E.33). Na rys. E.35a widoczny
jest przepływ frontów falowych dookoła ukrytego obszaru z niezwykle małymi
zaburzeniami. Natomiast na rys. E.35b linie te, bez peleryny, są dookoła obiektu w
istotny sposób zniekształcone i rzucają widoczny cień na obszar między cylindrem a
peleryną.
W proponowanym układzie peleryny niewidki dla wartości R ab = 0,314,
współczynnik odbicia wynosi ok.4%, przy zastosowaniu zredukowanych parametrów
określonych równaniem (E.32).
84