RU180401U1 - Nanoantenna - Google Patents
Nanoantenna Download PDFInfo
- Publication number
- RU180401U1 RU180401U1 RU2017128611U RU2017128611U RU180401U1 RU 180401 U1 RU180401 U1 RU 180401U1 RU 2017128611 U RU2017128611 U RU 2017128611U RU 2017128611 U RU2017128611 U RU 2017128611U RU 180401 U1 RU180401 U1 RU 180401U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- conductive material
- strip
- wavelength
- point
- main strip
- Prior art date
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 69
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 20
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B1/00—Nanostructures formed by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
- B82B1/001—Devices without movable or flexible elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
Наноатенна содержит точечный оптический источник, точечный приемник излучения, основную полоску из проводящего материала и дополнительную полоску из проводящего материала. Длины указанных поломок равны. Причём точечный оптический источник и точечный приемник излучения подсоединены к верхней поверхности основной полоски из проводящего материала, основная полоска из проводящего материала подсоединена своей нижней поверхностью к верхней поверхности дополнительной полоски из проводящего материала. Технический результат заключается в расширении диапазона рабочих длин волн за счет изменения конструкции. 1 ил.The nanoatenna contains a point optical source, a point radiation receiver, a main strip of conductive material and an additional strip of conductive material. The lengths of these failures are equal. Moreover, the point optical source and the point radiation receiver are connected to the upper surface of the main strip of conductive material, the main strip of conductive material is connected with its lower surface to the upper surface of the additional strip of conductive material. The technical result consists in expanding the range of working wavelengths due to design changes. 1 ill.
Description
Полезная модель относится к радиофизике и служит для передачи излучения и его преобразования.The utility model relates to radiophysics and serves to transmit radiation and its conversion.
В качестве прототипа выбрана оптическая диэлектрическая наноантенна (пат. России на полезную модель №132573, от 20.09.2013, бюл. №26, МПК G02B 27/00 (2006.01). В82В 1/00 (2006.01), состоящая из точечного оптического источника и наночастицы, выполненной в виде шара с радиусом Rs субволновой величины, отличающаяся тем, что точечный оптический источник размещен в выемке на поверхности шара, выполненной в виде полусферы радиуса Rn, а наночастица изготовлена из материала с показателем преломления , где λ - длина волны излучения.An optical dielectric nanoantenna was selected as a prototype (Russian Patent for Utility Model No. 132,573, September 20, 2013, Bulletin No. 26, IPC G02B 27/00 (2006.01).
Недостатком данного устройства является малый диапазон рабочих длин волн.The disadvantage of this device is the small range of operating wavelengths.
В основу полезной модели поставлена задача расширить диапазон рабочих длин волн за счет изменения конструкции.The utility model is based on the task of expanding the range of working wavelengths by changing the design.
Задача решается тем, что наноантенна, включающая точечный оптический источник, дополнительно содержит точечный приемник излучения, основную полоску из проводящего материала, длиной l=λmin/4, где λmin - минимальная длина волны диапазона работы наноантенны, толщиной , где с - скорость света в вакууме; μ - абсолютная магнитная проницаемость проводящего материала; σ - проводимость проводящего материала, дополнительную полоску из проводящего материала, длиной l=λmin/4, толщиной , причем точечный оптический источник и точечный приемник излучения подсоединены к верхней поверхности основной полоски из проводящего материала, основная полоска из проводящего материала подсоединена своей нижней поверхностью к верхней поверхности дополнительной полоски из проводящего материала.The problem is solved in that the nanoantenna, including a point optical source, additionally contains a point radiation detector, a main strip of conductive material, length l = λ min / 4, where λ min is the minimum wavelength of the operating range of the nanoantenna, thickness where c is the speed of light in vacuum; μ is the absolute magnetic permeability of the conductive material; σ is the conductivity of the conductive material, an additional strip of conductive material, length l = λ min / 4, thickness moreover, the point optical source and the point radiation receiver are connected to the upper surface of the main strip of conductive material, the main strip of conductive material is connected with its lower surface to the upper surface of the additional strip of conductive material.
Общими с прототипом признаками технического решения являются:Common with the prototype signs of a technical solution are:
- точечный оптический источник.- point optical source.
Отличительными признаками технического решения являются:Distinctive features of a technical solution are:
- основная полоска из проводящего материала,- the main strip of conductive material,
- дополнительная полоска из проводящего материала,- an additional strip of conductive material,
- точечный приемник излучения.- point radiation receiver.
Совокупность существенных признаков обеспечивает возможность работы наноантенны в диапазоне длин волн от λmin до λmax, где λmax=2λmin.The set of essential features provides the possibility of the nanoantenna in the wavelength range from λ min to λ max , where λ max = 2λ min
На чертеже представлена схема наноантенны.The drawing shows a diagram of a nanoantenna.
Наноантенна содержит (чертеж) точечный оптический источник 1, точечный приемник излучения 2, основную полоску из проводящего материала 3, длиной l=λmin/4 где λmin - минимальная длина волны диапазона работы наноантенны, толщиной , где с - скорость света в вакууме; μ - абсолютная магнитная проницаемость проводящего материала; σ - проводимость проводящего материала, дополнительную полоску из проводящего материала 4, длиной l=λmin/4, толщиной , причем точечный оптический источник 1 и точечный приемник излучения 2 подсоединены к верхней поверхности основной полоски из проводящего материала 3, основная полоска из проводящего материала 3 подсоединена своей нижней поверхностью к верхней поверхности дополнительной полоски из проводящего материала 4, при этом основная полоска из проводящего материала 3 находится над дополнительной полоской из проводящего материала 4, а суммарная длина обеих полосок составляет λmin/2.The nanoantenna contains (drawing) a point
Наноантенна работает следующим образом. При работе наноантенны в режиме передачи точечный приемник излучения 2 отключен, а точечный оптический источник 1 генерирует электромагнитную волну в диапазоне от λmin до λmax. Электромагнитная волна распространяется от точечного оптического источника 1 по верхней поверхности основной полоски из проводящего материала 3. Амплитуда электромагнитной волны с длиной волны λ, распространяющейся по поверхности проводящего материала, вследствие поверхностного эффекта [Никольский В.В. Электродинамика и распространение радиоволн / В.В. Никольский, Т.И. Никольская. - М.: Наука, 1989. - 544 с.], уменьшается в 2,7 раза при удалении от поверхности проводящего материала на расстояние . Если точечный оптический источник 1 генерирует электромагнитную волну с длиной волны λmin, то от точечного оптического источника 1, до верхней поверхности дополнительной полоски из проводящего материала 4, которая соединена своей верхней поверхностью с нижней поверхностью основной полоски из проводящего материала 3, отстоящей от верхней поверхности основной полоски из проводящего материала 3 на толщину полоски , доходит электромагнитная волна, длиной волны λmin, с амплитудой, уменьшенной не менее чем в 7 раз. Из теории антенн [Шифрин Я.С. Антенны / Я.С. Шифрин. - М.: ВИРТА 1976. - 408 с.] известно, что оптимальная длина излучающей антенны должна составлять nλ/4, где n=1, 2, 3, …, где λ - длина волны излучаемого колебания. Так как электромагнитная волна от точечного источника излучения 1 с длиной волны λmin уменьшается не менее чем в 7 раз, доходя до верхней поверхности дополнительной полоски из проводящего материала 4, то для длины волны λmin излучающей антенной будет выступать только основная полоска из проводящего материала 3, длина которой l=λmin/4, что является оптимальной длиной антенны для данной длины волны. Если точечный оптический источник 1 генерирует электромагнитную волну с длиной волны λmax=2λmin, то от точечного оптического источника 1 до верхней поверхности дополнительной полоски из проводящего материала 4, которая соединена своей верхней поверхностью с нижней поверхностью основной полоски из проводящего материала 3, отстоящей от верхней поверхности основной полоски из проводящего материала 3 на толщину полоски , доходит электромагнитная волна длиной волны λmax, с амплитудой, уменьшенной менее чем в 3 раза. Поэтому для λmax=2λmin излучающей антенной будет выступать основная полоска из проводящего материала 3 в сочетании с дополнительной полоской из проводящего материала 4, общая длина которых составляет 2λmin/4=λmax/4, что является оптимальной длиной для длины волны λmax. Для электромагнитной волны, с длиной волны λ, находящейся в диапазоне от λmin до λmax, ее амплитуда, в зависимости от длины волны λ, будет ослабляться в месте соединения основной полоски из проводящего материала 3 и дополнительной полоски из проводящего материала 4 от менее 3 до более 7 раз. Это в сочетании с уменьшением амплитуды электромагнитной волны, вследствие сопротивления проводящего материала, возникающего вследствие поверхностного эффекта, обеспечивает оптимальное значение длины излучающей антенны для всех длин волны λ.Nanoantenna works as follows. When operating the nanoantennas in transmission mode, the
При работе наноантенны в режиме приема точечный оптический источник 1 отключен, а на антенну воздействует внешняя электромагнитная волна с длиной волны от λmin до λmax. Внешняя электромагнитная волна взаимодействует одновременно с основной полоской из проводящего материала 3 и с дополнительной полоской из проводящего материала 4. Амплитуда внешней электромагнитной волны с длиной волны λmin, распространяющейся по верхней поверхности дополнительной полоски из проводящего материала 4, уменьшается не менее чем в 7 раз, проходя от верхней поверхности дополнительной полоски из проводящего материала 4 к верхней поверхности основной полоски из проводящего материала 3, отстоящие друг от друга на толщину основной полоски из проводящего материала . Из теории антенн известно, что оптимальная длина принимающей антенны должна составлять nλ/4, где n=1, 2, 3, …, где λ - длина волны излучаемого колебания. Амплитуда внешней электромагнитной волны с длиной волны λmin, взаимодействующей с дополнительной полоской из проводящего материала 4, уменьшается не менее чем в 7 раз для длины волны λmin, доходя до верхней поверхности основной полоски из проводящего материала 3 от верхней поверхности дополнительной полоски из проводящего материала 4. Поэтому в точечный приемник излучения 2 электромагнитная волна с длиной волны λmin от верхней поверхности дополнительной полоски из проводящего материала 4 практически не поступает. Взаимодействующая с верхней поверхностью основной полоски из проводящего материала 3, длиной l=λmin/4, внешняя электромагнитная волна передается в точечный приемник излучения 2. Поэтому внешней волны с длиной волны λmin принимающей антенной будет основная полоска из проводящего материала 3, длиной l=λmin/4, что является оптимальной длиной для длины волны λmin. Амплитуда внешней электромагнитной волны с длиной волны λmax, взаимодействующей с дополнительной полоской из проводящего материала 4, уменьшается менее чем в 3 раза для длины волны λmax, доходя до верхней поверхности основной полоски из проводящего материала 3 от верхней поверхности дополнительной полоски из проводящего материала 4. Поэтому в точечный приемник излучения 2 поступает электромагнитная волна длиной волны λmax с верхней поверхности дополнительной полоски из проводящего материала 4, а также электромагнитная волна с верхней поверхности основной полоски из проводящего материала 3. Общая длина приемной антенны для λmax будет составлять 2λmin/4=λmax/4 является оптимальной длиной для длины волны λmax. Для внешней электромагнитной волны, с длиной волны λ, находящейся в диапазоне от λmin до λmax, ее амплитуда, в зависимости от длины волны λ, будет ослабляться местом соединения основной полоски из проводящего материала 3 и дополнительной полоски из проводящего материала 4 от менее 3 до более 7 раз. Это, в сочетании, с уменьшением амплитуды электромагнитной волны, вследствие сопротивления проводящего материала, возникающего вследствие поверхностного эффекта, обеспечивает оптимальное значение длины принимающей антенны для всех длин волны λ.When the nanoantennas are in receive mode, the point
Пример исполнения. Для λmin=380 нм, λmax=760 нм. В качестве точечного оптического источника может использоваться многослойный полупроводниковый светодиод, длина основной полоски из проводящего материала, которым может выступать медь, должна составлять 95 нм, а ее толщина - около 5 нм. В качестве точечного приемника излучения может использоваться многослойный р-n переход, длина дополнительной полоски из проводящего материала, которым может выступать медь, должна составлять 95 нм, а ее толщина около 5 нм.Execution example. For λ min = 380 nm, λ max = 760 nm. As a point optical source, a multilayer semiconductor LED can be used, the length of the main strip of conductive material, which can be copper, should be 95 nm, and its thickness should be about 5 nm. As a point radiation detector, a multilayer pn junction can be used, the length of an additional strip of conductive material, which copper can act as, should be 95 nm, and its thickness about 5 nm.
Устройство обеспечивает расширение диапазона рабочих длин волн за счет введения дополнительных конструктивных элементов.The device provides an extension of the range of working wavelengths due to the introduction of additional structural elements.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017128611U RU180401U1 (en) | 2017-08-10 | 2017-08-10 | Nanoantenna |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017128611U RU180401U1 (en) | 2017-08-10 | 2017-08-10 | Nanoantenna |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU180401U1 true RU180401U1 (en) | 2018-06-13 |
Family
ID=62619509
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017128611U RU180401U1 (en) | 2017-08-10 | 2017-08-10 | Nanoantenna |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU180401U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU201358U1 (en) * | 2020-06-25 | 2020-12-11 | Дмитрий Александрович Полетаев | NANOANTENNA |
| WO2021262163A1 (en) * | 2020-06-24 | 2021-12-30 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Plasmonic sensors and detection |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7259903B2 (en) * | 1997-01-16 | 2007-08-21 | Ambit Corp. | Optical switching arrangement using carbon nanotubes |
| RU127952U1 (en) * | 2012-12-12 | 2013-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" | OPTICAL NANOANTENA WAVE CHANNEL |
| RU132573U1 (en) * | 2013-05-07 | 2013-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" | OPTICAL DIELECTRIC NANOANTENA |
| WO2014039347A1 (en) * | 2012-09-07 | 2014-03-13 | Voxtel, Inc. | Broadband optical upconversion by energy transfer from dye antenna to upconverting crystal |
-
2017
- 2017-08-10 RU RU2017128611U patent/RU180401U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7259903B2 (en) * | 1997-01-16 | 2007-08-21 | Ambit Corp. | Optical switching arrangement using carbon nanotubes |
| WO2014039347A1 (en) * | 2012-09-07 | 2014-03-13 | Voxtel, Inc. | Broadband optical upconversion by energy transfer from dye antenna to upconverting crystal |
| RU127952U1 (en) * | 2012-12-12 | 2013-05-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" | OPTICAL NANOANTENA WAVE CHANNEL |
| RU132573U1 (en) * | 2013-05-07 | 2013-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики" | OPTICAL DIELECTRIC NANOANTENA |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021262163A1 (en) * | 2020-06-24 | 2021-12-30 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Plasmonic sensors and detection |
| RU201358U1 (en) * | 2020-06-25 | 2020-12-11 | Дмитрий Александрович Полетаев | NANOANTENNA |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cabellos-Aparicio et al. | Use of terahertz photoconductive sources to characterize tunable graphene RF plasmonic antennas | |
| RU180401U1 (en) | Nanoantenna | |
| KR102122963B1 (en) | Optical device and method of controlling direction of light from optical device | |
| Gosciniak et al. | CMOS-compatible titanium nitride for on-chip plasmonic Schottky photodetectors | |
| CN104536161B (en) | A kind of fixed frequency slow wave tunable arrangement | |
| US10128945B2 (en) | MIMO visible light communication system receiving device | |
| Miroshnichenko et al. | An arrayed nanoantenna for broadband light emission and detection | |
| Matthäus et al. | Surface-emitted THz generation using a compact ultrashort pulse fiber amplifier at 1060 nm | |
| CN109768393A (en) | A metamaterial-based broadband terahertz asymmetric transmission device | |
| Snyman et al. | Optical sources, integrated optical detectors, and optical waveguides in standard silicon CMOS integrated circuitry | |
| CN104852254A (en) | Broadband surface Plasmon radiator | |
| Naqvi et al. | Ultra-wideband symmetric G-shape metamaterial-based microwave absorber | |
| Kazemi et al. | Peak amplitude enhancement of photoconductive antenna using periodic nanoslit and graphene in the THz band | |
| Nguyen et al. | Design of a wideband continuous-wave photomixer antenna for terahertz wireless communication systems | |
| KR102351574B1 (en) | Photo diode | |
| Eryilmaz et al. | Plasmonic nanoslit array enhanced metal–semiconductor–metal optical detectors | |
| Nguyen et al. | Design, modeling, and numerical characteristics of the plasmonic dipole nano-antennas for maximum field enhancement | |
| Zhang et al. | Conformal TCO-semiconductor-metal nanowire array for narrowband and polarization-insensitive hot-electron photodetection application | |
| Sharma et al. | Circularly polarized graphene antenna for THz applications | |
| Rymanov et al. | Lens-assisted quasi-optical THz transmitter employing antenna-integrated triple transit region photodiodes | |
| Deva et al. | Gain enhancement of photoconductive THz antenna using conical GaAs horn and Si lens | |
| CN105406201B (en) | A kind of microwave reflection surface antenna of graphene-containing Optical Coaxis window | |
| Tejasree et al. | Hybrid plasmonic nano-antenna design and analysis for optical applications | |
| Baranwal et al. | Enhanced Gain triangular patch nanoantenna using Hybrid plasmonic waveguide on SOI technology | |
| CN107665930A (en) | A kind of quantum trap infrared detector and design method for realizing wavelength expanding function |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190811 |