Вышедшие номера
Генерация терагерцевых волн в резонаторе, содержащем асимметричный гиперболический метаматериал
Козина О.Н.1, Мельников Л.А.2
1Саратовский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Саратов, Россия
2Саратовский государственный технический университет им. Ю.А. Гагарина, Саратов, Россия
Email: kozinaolga@yandex.ru
Поступила в редакцию: 22 января 2024 г.
В окончательной редакции: 22 января 2024 г.
Принята к печати: 22 января 2024 г.
Выставление онлайн: 29 февраля 2024 г.

Теоретически исследованы распространение и генерация терагерцевого излучения в резонаторе, содержащем асимметричный гиперболический метаматериал, представляеющий собой наноразмерную структуру, составленную из периодически упорядоченных слоев полупроводника и инвертированного графена. Расчет характеристик излучения в резонаторе проведен на основании метода матриц передачи. Преобразование электромагнитного поля в гиперболическом метаматериале описан посредством матрицы Берремана. Периодический гиперболический метаматериал рассмотрен как гомогенизированная среда с эффективными параметрами, в связи с малостью его периода. Гомогенизация проведена посредством метода Максвелла-Гарнетта.  Определены условия для эффективной генерации терагерцевого (THz) излучения и диапазон частот, в котором прогнозируется THz-генерация. Определен диапазон значений угла наклона оптической оси гиперболического метаматериала, для которых выполняется условие генерации и влияние вариаций значений данного угла на изменение частоты генерации. Проведена оценка допустимых значений периода асимметричного гиперболического метаматериала.  Исследован эффект насыщения усиления графена и прогнозируемая мощность THz-излучения. Ключевые слова:  графен, наноразмерная структура, частота генерации, насыщение усиления.