- Сформулирован принцип канализации изображений: слой предельно анизотропного метаматериала способен передавать распределения электромагнитного поля со сверхразрешением с одной поверхности на другую, путем преобразования спектра пространственных гармоник источника (включая, затухающие) в волны метаматериала, распространяющиеся с фиксированной фазовой скоростью поперек слоя, и используя эффект коллективного Фабри-Перо резонанса.
- Апертура образца метаматериала, функционирующего в режиме канализации, начиная с некоторого минимального порога, не оказывает влияния на функциональные характеристики образца, конечность апертуры не приводит к аберрациям.
- Слои периодической среды из металлических проводов с радиусом много большим скин-слоя, но много меньший расстояний между проводами в микроволновом диапазоне может функционировать в режиме канализации изображений. Возможна передача субволновых изображений ТЕ-поляризованными волнами (провода нагружены на емкости и ориентированы вдоль границы раздела) и ТМ-поляризованными волнами (ненагруженные провода ориентированные перпендикулярно к границе раздела) на расстояния порядка длины волны и значительно больше с разрешением на порядок меньшим, чем длина волны. Наилучшее разрешение равно удвоенному (канализация ТМ волнами) или учетверенному (канализация ТЕ волнами) периоду структуры. С помощью среды из проводов экспериментально продемонстрирована рекордная комбинация разрешения изображения и расстояния его передачи.
- Слои периодической среды из параллельных металлических наноцилиндров, в диэлектрической матрице имеющей малые потери в терагерцовом и(или) среднем инфракрасном диапазонах, являются аналогом микроволновой среды из проводов и способны передавать изображения с субволновым разрешением на волновые расстояния.
- Массивы расходящихся проводов (в сферической или цилиндрической геометрии) в микроволновом диапазоне позволяют значительно расширять или сжимать в пространстве изображения, сохраняя их субволновые детали (при расширении) или добиваясь субволновой фокусировки (при сжатии).
- Образцы метаматериала, функционирующие в режиме канализации в терагерцовом и инфракрасном диапазонах, включая образцы, обеспечивающие расширение или сжатие изображений, могут быть созданы путем масштабирования микроволновых аналогов при условии того, что радиус используемых металлических цилиндров больше толщины скин-слоя металла, причем предельно достижимое разрешение таких линз равно удвоенной толщине скин-слоя.
- Слоистая металло-диэлектрическая наноструктура способна функционировать в режиме канализации в видимом диапазоне частот.
- Затухающие пространственные гармоники поля, возбуждая слой предельно анизотропного метаматериала, функционирующего в режиме канализации, испытывают резонансное увеличение амплитуды в слое, что может использоваться для детектирования изображений с субволновым разрешением даже при значительном удалении слоя метаматериала от источника.
1.P.A. Belov, C.R. Simovski, P. Ikonen, “Flat lenses formed by photonic and electromagnetic crystals”, Metamaterials Handbook, Applications of Metamaterials, Ed. by F. Capolino, CRC Press LLC, pp. 2.1-2.22, 2009.
2.P.A. Belov, M.G. Silveirinha, C.R. Simovski, Y. Hao, “Subwavelength imaging by arrays of metallic rods”, Metamaterials Handbook, Applications of Metamaterials, Ed. by F. Capolino, CRC Press LLC, pp. 3.1-3.20, 2009
3.Белов П.А., Симовский К.Р., Хао Я. Передача оптических изображений с разрешением много меньшим длины волны при помощи периодической металлодиэлектрической структуры, - В кн.: Проблемы когерентной и нелинейной оптики, СПб: СПбГУИТМО, 2006, с. 37-53 (ISBN 5-7577-0299-0).
4.Белов П.А., Симовский К.Р., Отражение электромагнитных волн от фотонных кристаллов и обобщенная теорема погашения, - В кн.: Проблемы когерентной и нелинейной оптики, СПб: СПбГУИТМО, 2004, с. 154-169 (ISBN 5-7577-0154-4).
5.Симовский К.Р., Белов П.А., Башнина Г.Л., Применение метаматериалов для транспортировки ближнепольного изображения в волновую зону, - В кн.: Современные технологии, СПб: СПбГУ ИТМО, 2004, с. 6-23 (ISBN 5-7577-0250-8).
6.Белов П.А., Симовский К.Р., Эффекты обратных волн и отрицательной рефракции на оптических частотах, - В кн.: Современные технологии, СПб: СПбГУИТМО, 2003, с. 56-75 (ISBN 5-7577-0135-8).
7.Белов П.А., Симовский К.Р., Эффекты обратных волн и отрицательной рефракции на оптических частотах, - В кн.: Современные технологии, СПб: СПбГУИТМО, 2003, с. 56-75 (ISBN 5-7577-0135-8).
8.Белов П.А., Дисперсионные и отражательные свойства двухмерного электромагнитного кристалла из реактивно нагруженных проводов, -В кн.: Проблемы когерентной и нелинейной оптики, СПб: СПбГИТМО, 2002, с. 162 – 170 (ISBN 5-7577-0106-4).
9.Белов П.А., Симовский К.Р. Аналитический расчет дисперсионных кривых для трехмерных фотонных кристаллов, - В кн.: Оптические и лазерные технологии, СПб: СПбГИТМО, 2001, с. 58-66 (ISBN 5-7577-0071-8).
10.БеловП.А.,Аналитическаямодельраспространения электромагнитных волн в трехмерных фотонных кристаллах, - В кн.: Проблемы когерентной и нелинейной оптики, СПб: СПбГИТМО, 2000, - с.202-210 (ISBN 5-7577-0064-5).
Статьи в реферируемых журналах:
11.П. А. Белов, Е. А. Янковская, И. В. Мельчакова, К. Р. Симовский, “Исследование возможности извлечения материальных параметров из коэффициентов отражения и прохождения плоской волны для многослойных метаматериалов на основе металлических наносеток”, Оптика и спектроскопия, Т.109, №01, cc. 90–101, 2010.
12.A. Rahman, P.A. Belov, Y. Hao, and C. Parini, “Periscope-like endoscope for transmission of a near field in the infrared range”, Optics Letters, vol. 35, pp. 142-144, 2010.
13.A. Rahman, P.A. Belov, and Y.Hao, “Tailoring silver nanorod arrays for subwavelength imaging of arbitrary coherent sources”, Phys. Rev. B, vol. 82, pp. 113408 (1-4), 2010.
14.I. V. Melchakova, E. A. Yankovskaya, P. A. Belov, and C. R. Simovski, “Material parameters of optical metamaterials formed by nano-fishnet structures”, Proc. SPIE, Vol. 7754, pp. 77541V(1-14), 2010.
15.P.A. Belov, A. Rahman, and S.Yu. Kosulnikov, “Optimal parameters of metallic nanorods arrays for subwavelength imaging”, Proc. SPIE, Vol. 7754, pp. 77541E(1-6), 2010.
16.A.A. Orlov, A.V. Chebykin, and P.A. Belov, “Strong spatial dispersion in nanostructured multilayered metal-dielectric optical metamaterials”, Proc. SPIE, Vol. 7754, pp. 77540E(1-7), 2010.
17.Y. Zhao, P.A. Belov and Y. Hao, “Subwavelength internal imaging by means of a wire medium”, Journal of Optics A: Pure and Applied Optics, Vol. 11, pp. 075101 (1-6), 2009.
18.P.A. Belov, Y.Zhao, Y.Hao, C. Parini, “Enhancement of evanescent spatial harmonics inside of materials with extreme optical anisotropy”, Optics Letters, vol. 34, pp. 527-529, 2009.
19.A. Rahman, P.A. Belov, M.G. Silveirinha, C.R. Simovski, Y. Hao, and C. Parini, “The importance of Fabry-Perot resonance and the role of shielding in subwavelength imaging performance of multiwire endoscopes”, Applied Physics Letters, vol. 94, pp. 031104 (1-3), 2009.
20.M.G. Silveirinha, P.A. Belov, C.R. Simovski, “Ultimate limit of resolution of subwavelength imaging devices formed by metallic rods”, Optics Letters, vol. 33, pp. 1726-1728, 2008.
21.M.G. Silveirinha, P.A. Belov, “Spatial dispersion in lattices of split ring resonators with permeability near zero”, Physical Review B, vol. 77, pp. 233104 (1-4), 2008.
22.P.A. Belov, Y. Zhao, S. Tse, P. Ikonen, M.G. Silveirinha, C.R. Simovski, S.A. Tretyakov, Y. Hao, and C. Parini, “Transmission of images with subwavelength resolution to distances of several wavelengths in the microwave range”, Physical Review B, Vol. 77, pp. 193108 (1-4), 2008.
23.Y. Zhao, P.A. Belov, Y. Hao, “Accurate modelling of left-handed metamaterials using finite-difference time-domain method with spatial averaging at the boundaries”, Journal of Optics A: Pure and Applied Optics, Vol. 9, pp. S468-S475, 2007.
24.П.А. Белов, К.Р. Симовский, П. Иконен, М.Г. Силверинха, Я. Хао, “Передача изображений с разрешением много меньшим длины волны в микроволновом, терагерцовом, инфракрасном и оптическом диапазонах частот”, Радиотехника и Электроника, Т. 52, №. 9, cc. 1092–1107, 2007.
25.P. Ikonen, C. Simovski, S. Tretyakov, P. Belov, Y. Hao, “Magnification of subwavelength field distributions at microwave frequencies using a wire medium slab operating in the canalization regime”, Appl. Phys. Lett., Vol. 91, pp. 104102(1-3), 2007.
26.Y. Zhao, P.A. Belov, Y. Hao, “Accurate modeling of the optical properties of left-handed media using a finite-difference time-domain method”, Phys. Rev. E, vol. 75, pp. 037602 (1-4), 2007.
27.M.G. Silveirinha , P.A. Belov, C.R. Simovski, “Sub-wavelength imaging at infrared frequencies using an array of metallic nanorods”, Physical Review B, vol. 75, pp. 035108 (1-12), 2007.
28.Y. Zhao, P.A. Belov, Y. Hao, “Modelling of wave propagation in wire media using spatially dispersive Finite-Difference Time-Domain method: numerical aspects”, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 55, pp. 1506 - 1513, 2007.
29.P.A. Belov, Y. Zhao, S. Sudhakaran, A. Alomainy, Y. Hao, “Experimental study of the sub-wavelength imaging by a wire medium slab”, Applied Physics Letters, vol. 89, pp. 262109 (1-3), 2006.
30.Zhao Y., Belov P.A., Hao Y. “Spatially dispersive finite-difference time-domain analysis of sub-wavelength imaging by the wire medium slabs”, Optics Express, vol. 14, pp. 5154-5167, 2006.
31.Belov P.A., Silveirinha M.G. “Resolution of subwavelength lenses for-med by a wire medium”, Phys. Rev. E, vol. 73, pp. 056607(1-9), 2006.
32.Belov P.A., Hao Y. “Subwavelength imaging at optical frequencies using a transmission device formed by a periodic layered metal-dielectric structure operating in the canalization regime”, Physical Review B, vol. 73, pp. 113110 (1-4), 2006.
33.Ikonen P., Karkkainen M., Simovski C.R., Belov P.A., Tretyakov S.A., “Light-weight base station antenna with artificial wire medium lens”, IEE Proc. - Microwaves, Antennas&Propagation, vol. 153, pp.163-170, 2006.
34.Belov P.A., Hao Y., Sudhakaran S., “Subwavelength microwave imaging using an array of parallel conducting wires as a lens”, Physical Review B, vol. 73, pp. 033108 (1-4), 2006.
35.Ikonen P., Belov P.A., Simovski C.R, Maslovski S.I., “Experimental demonstration of subwavelength field channeling at microwave frequencies using a capacitively loaded wire medium”, Physical Review B, vol. 73, pp. 073102 (1-4), 2006.
36.Belov P.A., Simovski C.R., “Boundary conditions for interfaces of electromagnetic crystals and the generalized Ewald-Oseen extinction principle”, Physical Review B, vol. 73, pp. 045102 (1-14), 2006.
37.Belov P.A., Simovski C.R., “Subwavelength metallic waveguides loaded by uniaxial resonant scatterers”, Physical Review E, vol. 72, pp. 036618 (1-11), 2005.
38.Belov P.A., Simovski C.R., “Homogenization of electromagnetic crystals formed by uniaxial resonant scatterers”, Physical. Review E, vol. 72, pp.026615 (1-15), 2005.
39.Belov P.A., Simovski C.R., Ikonen P., “Canalization of subwavelength images by electromagnetic crystals”, Physical Review B, vol. 71, pp.193105 (1-4), 2005.
40.Belov P.A., Simovski C.R., Nefedov I.S., Tretyakov S.A. “Low-frequency superprism effect and hybridization of transmission-line modes in two- and three-dimensional wire media”, PIERS Online, vol. 1, no. 3, pp. 285-289, 2005.
41.P.A. Belov, C.R. Simovski, “Canalization of sub-wavelength images by electromagnetic crystals”, PIERS Online, vol. 1, no. 1, pp. 37-41, 2005.
42.Simovski C.R., Belov P.A., “Low-frequency spatial dispersion in wire media”, Physical Review E, vol. 70, pp. 046616 (1-8), 2004.
43.Белов П.А., Симовский К.Р., Третьяков С.А. “Обратные волны и отрицательнаярефракциявфотонных(электромагнитных) кристаллах”, Радиотехника и Электроника, Т. 49, № 11, сс. 1199-1207, 2004.
44.Simovski C.R., Belov P.A., He S., “Backward wave region and negative material parameters of a structure formed by lattices of wires and split-ring resonators”, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 51, no. 10, pp. 2582- 2591, 2003.
45.Tretyakov S.A., Maslovski S.I., Belov P.A., “An analytical model of metamaterials based on loaded wire dipoles”, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 51, no. 10, pp. 2652- 2658, 2003.
46.Белов П.А., Масловский С.И., Симовский К.Р., Третьяков С.А., “ Об одном условии, налагаемом на электромагнитную поляризуемость бианизотропного рассеивателя без потерь”, Письма в ЖТФ, Т. 29, № 17, сс. 36-40, 2003.
47.Belov P.A., Simovski C.R., Tretyakov S.A., “An example of bi-anisotropic electromagnetic crystals: the spiral medium”, Physical Review E, vol. 67, pp.056622 (1-6), 2003.
48.Belov P.A., Marques R., Maslovski S.I., Nefedov I.S., Silverinha M., Simovski C.R., Tretyakov S.A., “Strong spatial dispersion in wire media in the very large wavelength limit”, Physical Review B, vol. 67, pp.113103 (1-4), 2003.
49.Belov P.A., “Backward waves and negative refraction in uniaxial dielectrics with negative dielectric permittivity along the anisotropy axis”, Microw. Optical Technology Lett., vol. 37, no. 4, pp. 259-263, 2003.
50.Tretyakov S.A., Maslovski S.I., Nefedov I.S., Viitanen A.J., Belov P.A., Sanmartin A., “Artificial Tellegen particle”, Electromagnetics, vol. 23, no. 8, pp. 665-680, 2003.
51.Belov P.A., Simovski C.R., Tretyakov S.A., “Two-dimensional electromagnetic crystals formed by reactively loaded wires”, Physical Review E, vol. 66, pp. 036610 (1-7), 2002.
52.Belov P.A., Tretyakov S.A., Viitanen A.J., “Nonreciprocal microwave bandgap structures”, Physical Review E, vol. 66, pp. 016608 (1-8), 2002.
53.Maslovski S.I., Tratyakov S.A., Belov P.A., “Wire media with negative effective permittivity: a quasi-static model”, Microw. Optical Technology Lett., vol. 35, no. 1, pp. 47-51, 2002
54.Belov P.A., Tretyakov S.A., “Resonant reflection from dipole arrays located very near to conducting planes”, J. Electromagnetic Waves Applic., vol. 16, no.1, pp. 129-143, 2002.
55.Belov P.A., Tretyakov S.A., “Dispersion and reflection properties of artificial media formed by regular lattices of ideally conducting wires”, J. Electromagnetic Waves Applic., vol. 16, no. 8, pp. 1153-1170, 2002.
56.Belov P.A., Simovski C.R., “Reflection properties of layer or half-space of particulate photonic crystal”, SPIE Proc., vol. 4453, pp. 18-29, 2001.
57.Belov P.A., Tretyakov S.A., “Resonance reflection properties of dipole grids near ideally conducting planes”, SPIE Proc., vol. 4467, pp. 265-272, 2001.
58.Belov P.A., “Analytical model of electromagnetic wave reflection from layer or half-space of photonic crystal”, SPIE Proc., vol. 4416, pp.334¬339, 2001
59.Белов П.А., Симовский К.Р., "Формулы типа Лоренц-Лорентца и Клаузиуса-Мосоттидляанизотропныхискусственных диэлектриков", Вестник Молодых Ученых: Физические Науки, Т. 1, с. 34-40, 2000.
60.Belov P.A., Simovski C.R., “Oblique propagation of electromagnetic waves in regular 3D lattices of scatterers (dipole approximation)”, SPIE Proc., vol. 4073, pp. 266-276, 2000.
61.Simovski C.R., Kondratjev M.S., Belov P.A., Tretyakov S.A., “Interaction effects in two-dimensional bianisotropic arrays”, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 47, no. 9, pp. 1429-1439, 1999.
62.Simovski C.R., Belov P.A., Kondratjev M.S., “Electromagnetic interaction of chiral particles in three dimensional arrays”, J. Electromagnetic Waves Applic., vol. 13, pp. 189-203, 1999.
63.Белов П.А., Симовский К.Р., Кондратьев М.С., Булыгин Д.О, “Возбуждение дифракционной решетки из бианизотропных частиц плоскойэлектромагнитнойволной”,Известиявузов, Приборостроение, Т. 41, № 3, с. 21-32, 1998.
64.Simovski C.R., Belov P.A., Kondratjev M.S., “Excitation of multilayered grids of bianisotropic particles by plane wave”, SPIE Proc., vol. 3323, pp. 691-698, 1998.
65.Kondratjev M.S., Simovski C.R., Belov P.A., “Reflection and transmission of plane waves in bianisotropic planar grids”, SPIE Proc., vol. 3323, pp. 669-678, 1998.
66.Belov P.A., Simovski C.R., Kondratjev M.S., “Analytical-numerical study of electromagnetic interaction in two-dimensional bianisotropic arrays”, SPIE Proc., vol. 3323, pp. 679-690, 1998.
67.Belov P.A., Simovski C.R., Kondratjev M.S., “Problem of the local field for plane grids with bianisotropic particles”, SPIE Proc., vol. 3039, pp. 680-691, 1997.
68.Simovski C.R, Kondratjev M.S., Belov P.A., Tretyakov S.A., “Excitation dyadics for the grids of chiral and omega particles”, SPIE Proc., vol. 3039, pp. 692-703, 1997.