Возбуждение магнитных диполей в диэлектрических элементах с замкнутыми вихревыми токами смещения в СВЧ диапазоне

Создание метаматериалов с отрицательными значениями магнитной и диэлектрической проницаемости является одной из наиболее актуальных научно - технологических задач в последнее десятилетие. Сейчас основные направления работ в этой области связаны с применением колебательных контуров в виде металлических и металл – диэлектрических элементов в виде проволок, сфер и подковообразных расщеплённых резонаторов. Их недостатки обусловлены неизбежными омическими потерями в металлических элементах, и ограниченной шириной спектральных полос. В отличие от этого, в метаматериалах с диэлектрическими элементами омические потери будут малы, и есть возможность изменения их свойств не только за счет геометрии, но и изменением диэлектрической проницаемости. В настоящее время ведутся работы по математическому моделированию метаматериалов из диэлектрических сфер, колец или цилиндров на основе крайне ограниченных экспериментальных данных. Данный проект направлен на исследование магнитных свойств полностью диэлектрических элементов (диэлектрических магнитных диполей) с различной геометрией, из которых можно будет создавать метаматериалы. Задачами данного проекта являются теоретические и экспериментальные исследования этих элементов с замкнутыми вихревыми токами смещения, возбуждаемых полем падающей плоской электромагнитной волны в СВЧ диапазоне частот, в том числе, спектров возбуждения и пространственного распределения электрических и магнитных полей в ближней и дальней зонах диэлектрических структур в виде колец, эллипсов и прямоугольников с отрицательной магнитной проницаемостью в области резонанса. Токи смещения и магнитные моменты, возбуждаемые в таких некруговых контурах падающей волной, приведут к серии новых эффектов, зависящих как от геометрии контура, так и от его ориентации относительно падающей волны. Будут рассчитаны и измерены два типа резонансов, возбуждаемых, соответственно, магнитными и электрическими компонентами падающей волны и влияние формы контура на частоту, ширину и глубину этих резонансов, а также будет исследована угловая анизотропия индуцированных магнитных моментов прямоугольного и эллиптического диполей, приводящая к зависимости как спектра резонансных частот, так и глубин резонансов от углов между осями диполя и направлением падающей волны.