The Proceeding of the Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회지:전자파기술)

The Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회)
권호 표지

좌표계 변환을 이용한 메타 물질 기반 전자기파 투명화 기술

  • 유인상 (연세대학교 전기전자공학부) ;
  • 이용식 (연세대학교 전기전자공학부)
  • Published : 2009.03.31
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Abstract

1967년 처음 보고된 메타 물질은 이론적 제안에 머물러 있던 그 독특한 특성이 2000년대에 들어서 실험적 검증을 거치면서 물리학과 공학 분야의 새로운 연구 분야로 크게 각광받고 있다. 특히 그 구현 기술의 획기적인 발전으로 음의 굴절률뿐만 아니라 자연계에서 얻을 수 없는 유전율과 투자율 구현이 가능해짐으로써 기존 기술의 단순한 대체 기술이 아닌 새로운 응용 분야를 열 수 있는 기술로 평가 받으며 전례 없는 응용 가능성을 보여주고 있다. 그 중에서도 메타 물질 기반의 전자기파 투명화 기술은 기존 스텔스 기술보다 훨씬 경제적 이라는 큰 장점과 함께 가시광선 대역에 응용되어 투명 망토를 구현할 수 있는 꿈의 기술로 주목받고 있다. 본 논문에서는 전자기파가 휘어서 진행함으로써 마치 자유공간과 같은 효과를 나타내는 것을 기본 원리로 하는 좌표계 변환을 이용한 메타 물질 기반 전자기파 투명화 기술의 기본 이론과 현주소, 향후 과제에 대해서 다룬다.

Keywords

References

  1. V. Veselago, 'The electrodynamics of substances with simultaneously negative values of $\varepsilon$and $\mu$', Soviet Physics Uspekhi, vol. 10, no. 4, pp. 509-514, Jan., Feb., 1968 https://doi.org/10.1070/PU1968v010n04ABEH003699
  2. J. B. Pendry, A. J. Holden, W. J. Stewart, and 1. Youngs, 'Extremely low frequency plasmons in metallic mesostructures', Phys. Rev. Lett., vol. 76, pp. 4773-4776, Jun. 1996 https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.76.4773
  3. J. B. Pendry, A. J. Holden, D. J. Robbins, and W. J. Stewart, 'Magnetism from conductors and enhanced nonlinear phenomena', IEEE Trans. Microwave. Theory Tech., vol. 47, pp. 2075-2084, Nov. 1999 https://doi.org/10.1109/22.798002
  4. D. R. Smith, Willie J. Padilla, D. C. Vier, S. C. Nemat-Nasser, and S. Schultz, 'Composite medium with simultaneously negative permeability and permittivity', Phys. Rev. Lett., vol. 84, pp. 4184-4187, May 2000 https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.84.4184
  5. R. A. Shelby, D. R. Smith, and S. Schultz, 'Experimental verification of a negative index of refraction', Science, vol. 292, pp. 77-79, Apr. 2001 https://doi.org/10.1126/science.1058847
  6. C. G. Parazzoli, R. B. Greegor, K. Li, B. E. C. Koltenbah, and M. Tanielian, 'Experimental verification and simulation of negative index of refraction using snell's law', Phys. Rev. Lett., 90: 107401, Mar. 2003 https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.90.107401
  7. Koray Aydin, Kaan Guven, Costas M. Soukoulis, and Ekmel Ozbay, 'Observation of negative refraction and negative phase velocity in left-handed me-tamaterials', Appl. Phys. Lett., 86: 124102, Mar. 2005. https://doi.org/10.1063/1.1888051
  8. http://physicsworJd.com/ cws/article/news/3 7622
  9. J. B. Pendry, 'Negative refraction makes a perfect lens'. Phys. Rev. Lett., 85 : 3966-3969, Oct. 2000 https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.85.3966
  10. A. Grbic, G. V. Eleftheriades, 'Overcoming the diffraction limit with a planar left-handed transmissionline lens', Phys. Rev. Lett., 92: 1174031-4, Mar. 2004.
  11. D. Schurig, J. J. Mock, B. J. Justice, S. A. Cummer, J. B. Pendry, A. F. Starr, and D. R. Smith, 'Metamaterial electromagnetic cloak at microwave frequencies', Science, vol. 314, pp. 977-980, Nov. 2006 https://doi.org/10.1126/science.1133628
  12. J. B. Pendry, D. Schurig, and D. R. Smith, 'Controlling electromagnetic fields', Science, vol. 312, pp. 1780-1782, Jun. 2006 https://doi.org/10.1126/science.1125907
  13. Wenshan Cai, Uday K. Chettiar, Alexander V. Kildishev, and Vladimir M. Shalaev, 'Nonmagnetic cloak with minimized scattering', Appl. Phys. Lett., 91: 111105, Sep. 2007 https://doi.org/10.1063/1.2783266
  14. S. A. Cummer, B. I. Popa, D. Schurig, D. R. Smith, and 1. B. Pendry, 'Full-wave simulations of electromagnetic cloaking structures', Phys. Rev. E, 74 : 036621, Sep. 2006 https://doi.org/10.1103/PhysRevE.74.036621
  15. Hongsheng Chen, Bae-Ian Wu, Baile Zhang, and Jin Au Kong, 'Electromagnetic wave interactions with a metamaterial cloak', Phys. Rev. Lett., 99: 063903, Aug. 2007 https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.99.063903
  16. Christophe Caloz, and Tatsuo Hoh, Electromagnetic Metamaterials : Transmission Line Theory and Microwave Applications, Wiley Interscience, pp. 4-9, 2006
  17. Do-Hoon Kwon, Douglas H. Werner, 'Two-dimensional eccentric elliptic electromagnetic cloaks', Appl. Phys. Lett., 92 : 013505, Jan. 2008 https://doi.org/10.1063/1.2830698
  18. Marco Rahm, David Schurig, Daniel A. Roberts, Steven A. Cummer, David R. Smith, and John B. Pendry, 'Design of electromagnetic cloaks and concentrators using form-invariant coordinate transformations of Maxwell's equations', Photonics and Nanostructures - Fundamentals and Applications, vol. 6, issue 1, Jul. 2007
  19. Qun Wu, Kuang Zhang, Fan-yi Meng, and Le-Wei Li, 'Material parameters characterization for arbitrary N-sided regular polygonal invisible cloak', Journal of Phys. D : Appl. Phys. 42 : 035408, Dec. 2008. https://doi.org/10.1088/0022-3727/42/3/035408
  20. Do-Hoon Kwon, Douglas H. Werner, 'Shielding of antenna parameters in scattering environments using electromagnetic cloaking', IEEE International Symposium on Antennas and Propagation, San Diego, p. 11, Jul. 2008