Transformation Electromagnetics and Metamaterials: Fundamental Principles and Applications

الکترومغناطیسی تبدیل یک تکنیک طراحی سیستماتیک برای دستگاه‌های نوری و الکترومغناطیسی است که ویژگی‌های جدید برهمکنش موج-مواد را ممکن می‌سازد. فناوری فرامواد مرتبط برای طراحی و تحقق دستگاه‌های نوری و الکترومغناطیسی می‌تواند رفتار نور و امواج الکترومغناطیسی را به روش‌هایی کنترل کند که به طور معمول امکان‌پذیر نبوده است. این تکنیک با طرح‌های جدید دستگاه‌های متعدد، به ویژه شنل‌های نامرئی، لنزهای بی‌نقص و مجموعه‌ای از دستگاه‌های قابل توجه دیگر، اعتبار دارد. یک درمان جامع از منطقه به سرعت در حال رشد الکترومغناطیسی تبدیل و فناوری فرامواد مرتبط با مشارکت در این موضوع توسط مجموعه‌ای از کارشناسان برجسته از سراسر جهان ارائه شده است. در بخش نظری، به سؤالات زیر پرداخته می شود: "الکترومغناطیس تبدیل از کجا می آید؟"، "خواص کلی مواد برای کلاس های مختلف تبدیل مختصات چیست؟"، "محدودیت ها و چالش های تحقق دستگاه چیست؟، و «چه ابزارهای نظری برای ایجاد سازگاری بیشتر طرح‌های مبتنی بر تبدیل مختصات با استفاده از تکنیک‌های موجود در حال حاضر وجود دارد؟» درمان نظری جامع با طراحی دستگاه و/یا تحقق در رژیم‌ها و کاربردهای فرکانسی مختلف از جمله آکوستیک، فرکانس رادیویی، تراهرتز، مادون قرمز، و طیف مرئی تکمیل خواهد شد. این برنامه‌ها شامل پوشش‌های نامرئی، عدسی‌های با شاخص گرادیان در رژیم‌های مایکروویو و نوری، سوپرلنزهای با شاخص منفی برای فوکوس با وضوح زیر موج، لنزهای مسطح که پرتوهای بسیار هماهنگ را از یک آنتن یا منبع نوری تعبیه‌شده تولید می‌کنند، متمرکزکننده‌های پرتو، چرخاننده‌های قطبش و ، جاذب های الکترومغناطیسی کامل و بسیاری دیگر.

این کتاب به عنوان مرجع معتبر برای دانشجویان و محققین به‌عنوان یک مرجع تحقیقاتی سریع و هیجان‌انگیز در زمینه الکترومغناطیسی/اپتیک تبدیلی، کاربرد آن در طراحی دستگاه‌های جدید انقلابی، و تحقق فراماده مرتبط با آن‌ها عمل می‌کند. .

Transformation electromagnetics is a systematic design technique for optical and electromagnetic devices that enables novel wave-material interaction properties. The associated metamaterials technology for designing and realizing optical and electromagnetic devices can control the behavior of light and electromagnetic waves in ways that have not been conventionally possible. The technique is credited with numerous novel device designs, most notably the invisibility cloaks, perfect lenses and a host of other remarkable devices.

Transformation Electromagnetics and Metamaterials: Fundamental Principles and Applications presents a comprehensive treatment of the rapidly growing area of transformation electromagnetics and related metamaterial technology with contributions on the subject provided by a collection of leading experts from around the world. On the theoretical side, the following questions will be addressed: “Where does transformation electromagnetics come from?,” “What are the general material properties for different classes of coordinate transformations?,” “What are the limitations and challenges of device realizations?,” and “What theoretical tools are available to make the coordinate transformation-based designs more amenable to fabrication using currently available techniques?” The comprehensive theoretical treatment will be complemented by device designs and/or realizations in various frequency regimes and applications including acoustic, radio frequency, terahertz, infrared, and the visible spectrum. The applications encompass invisibility cloaks, gradient-index lenses in the microwave and optical regimes, negative-index superlenses for sub-wavelength resolution focusing, flat lenses that produce highly collimated beams from an embedded antenna or optical source, beam concentrators, polarization rotators and splitters, perfect electromagnetic absorbers, and many others.

This book will serve as the authoritative reference for students and researchers alike to the fast-evolving and exciting research area of transformation electromagnetics/optics, its application to the design of revolutionary new devices, and their associated metamaterial realizations.