Effects of losses on the transmission and reflection of electromagnetic waves at the interface of metamaterial with zero real part of permittivity

Анотація

Заломлення та відбивання електромагнітних хвиль на межі розділу між вакуумом і метаматеріалом з втратами, який має нульову дійсну частину діелектричної проникності, аналітично описано за допомогою макроскопічної класичної електродинаміки. Аналітична модель базується на точних розв’язках електромагнітних крайових задач. Маємо вагомі підстави вважати, що в метаматеріалі з нульовою дійсною частиною діелектричної проникливості значення магнітного поля та потоку енергії є відмінними від нуля через вирішальну роль втрат в епсилон-близьких до нуля метаматеріалах. Показано, що значне пропускання хвиль відбувається майже для всіх кутів падіння. Причому коефіцієнт пропускання зростає зі збільшенням втрат для ТЕ і ТМ поляризацій хвиль. Представлено чисельні результати, які показують, що оптичні характеристики хвиль на поверхні метаматеріалу дуже чутливі до втрат та поляризації хвиль. Вплив втрат найбільш виражений для поперечних електричних хвиль. Основним внеском цієї статті є характеристика ролі втрат в оптичних властивостях епсилон-близьких до нуля метаматеріалів, яка відрізняється від деяких відомих у літературі аналогів.