Characterization and applications of negative-index metamaterials

Negatif kırılma, düz lens, süper lens ve görünmezlik pelerini gibi uygumaları bulunan metamalzemeler oldukça farklı elektromanyetik özelliklere sahiptirler. Bu tezde, negatif kırılma indisine sahip metamalzemelerin karakterizasyonu gerçekleştirilmiş ve mikrodalga uygulamalarından birkaçı gösterilmiştir. Bu metamalzemeler negatif permeabiliteye sahip yarıklı halka rezonatörleri ile negatif permitiviteye sahip ince tel yapıları bir araya getirilerek oluşturulmuştur. Yarıklı halka rezonatörlerinin rezonans karakteristikleri deneysel ve teorik olarak incelenmiştir. Yarıklı halka rezonatörleri ile tel yapılarının bir araya getirilmesi sonucu permitivite ve permeabilite değerlerinin eksi olduğu frekanslarda bir geçirgenlik bandı gözlemlenmiş ve bu bant boyunca metamalzemenin dalga vektörü, elektrik alan ve manyetik alanları için sol-el kuralına uyduğu belirlenmiştir. Bu metamalzemenin negatif kırılma indisine sahip olduğu üç farklı ve birbirinden bağımsız deneysel yöntem kullanılarak gösterilmiştir. Bu deneysel yöntemler; prizma şeklindeki metamalzemeden kırılma deneyi, düz metamalzeme levhadan dalganın yer değişiminin gözlemlenmesi ve farklı uzunluklardaki metamalzemelerden faz farkının ölçülmesidir. Mikrodalga boyutlarında çalışan ve düzgün yüzeye sahip lens başarıyla gösterildi. Ayrıca, negatif indise sahip metamalzeme bazlı süperlenslerin dalgaboyu altı görüntüleme ve çözünürlük için kullanılabileceği deneysel olarak ispatlanmıştır. Rekor seviyede dalgaboyunun sekizde biri çözünürlük elde edilmiştir. Ağ şeklindeki alternatif metamalzemelerin de negatif indis ve negatif faz hızına sahip olduğu başarıyla gösterilmiştir. Son olarak tek bir dalgaboyu altı delikten yarıklı halka rezonatörü kullanarak arttırılmış iletim (transmiyon) çalışılmıştır.