Оценка возможностей 3D-печати для изготовления волноводных фотонных кристаллов
Автор: Михайлов А.И., Рябов Е.А., Сергеев С.А.
Журнал: Физика волновых процессов и радиотехнические системы @journal-pwp
Статья в выпуске: 3 т.25, 2022 года.
Бесплатный доступ
В данной работе обсуждаются возможности использования технологии 3D-печати для изготовления волноводных фотонных кристаллов в X-диапазоне частот. Спроектированы и изготовлены фотонные кристаллы для прямоугольного волновода стандарта EIA WR-90 с сечением 22,86 × 10,16 мм2 в 3-сантиметровом диапазоне (X-диапазон). Было проведено численное моделирования в программном пакете OpenEMS характеристик отражения фотонных кристаллов нескольких конструкций. Основываясь на результатах моделирования, были выбраны лучшие варианты конструкций, которые были изготовлены по технологии физического моделирования методом наплавления из пластика PETG. Проведены экспериментальное исследование изготовленных макетов и сравнение полученных экспериментальных данных с данными численного моделирования. Изготовленные модели волноводных фотонных кристаллов в лучших вариантах показали перепад пропускания и отражения в соответствующих частотных полосах порядка 15-20 дБ, что приемлемо для реальных технических приложений. Результаты численного моделирования и экспериментов хорошо согласуются, что говорит о высокой эффективности и хорошем контроле топологии и размеров конструктивных элементов изготавливаемых фотонных кристаллов в использованном варианте технологии 3D-печати.
3d-печать, фотонные кристаллы, свч-диапазон, x-диапазон
Короткий адрес: https://sciup.org/140295385
IDR: 140295385 | DOI: 10.18469/1810-3189.2022.25.3.29-35
Список литературы Оценка возможностей 3D-печати для изготовления волноводных фотонных кристаллов
- Sanz-Izquierdo B., Parker E.A. 3D printed FSS arrays for long wavelength applications // The 8th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2014). 2014. P. 2382-2386.
- Sanz-Izquierdo B., Parker E.A. 3D printed FSS arrays for long wavelength applications. The 8th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2014), 2014, pp. 2382-2386.
- Developing flexible 3D printed antenna using conductive ABS materials / M. Mirzaee [et al.] // 2015 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation & USNC/URSI National Radio Science Meeting. 2015. P. 1308-1309.
- Mirzaee M. et al. Developing flexible 3D printed antenna using conductive ABS materials. 2015 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation & USNC/URSI National Radio Science Meeting, 2015, pp. 1308-1309.
- D printing for microwave: Materials characterization and application in the field of absorbers / Y. Arbaoui [et al.] // 2015 IEEE MTT-S International Microwave Symposium. 2015. P. 1-3.
- Arbaoui Y. et al. 3D printing for microwave: Materials characterization and application in the field of absorbers. 2015 IEEE MTT-S International Microwave Symposium, 2015, pp. 1-3.
- Применение технологии 3D-печати для создания искусственных электродинамических структур / А.И. Михайлов [и др.] // Физика и технические приложения волновых процессов. III Научный форум телекоммуникации: теория и технологии ТТТ-2019: мат. XVII Международной научно-технической конференции. 2019. Т. 3. С. 222-224.
- Mikhaylov A.I. et al. Application of 3D printing technology to create artificial electrodynamic structures. Fizika i tekhnicheskie prilozheniya volnovykh protsessov. III Nauchnyy forum telekommunikatsii: teoriya i tekhnologii TTT-2019: mat. XVII Mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii, 2019, vol. 3, pp. 222-224. (In Russ.).
- Использование технологии 3D-печати для создания искусственных электродинамических структур / Е.А. Рябов [и др.] // Наноэлектроника, нанофотоника и нелинейная физика: сб. тр. XV Всероссийской конференции молодых ученых. 2020. С. 223-224.
- Ryabov E.A. et al. Using 3D printing technology to create artificial electrodynamic structures. Nanoelektronika, nanofotonika i nelineynaya fizika: sb. tr. XV Vserossiyskoy konferentsii molodykh uchenykh, 2020, pp. 223-224. (In Russ.).
- Нелин Е.А. Устройства на основе фотонных кристаллов // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. 2004. № 3. С. 18-25.
- Nelin E.A. Devices based on photonic crystals. Tekhnologiya i konstruirovanie v elektronnoy apparature, 2004, no. 3, pp. 18-25. (In Russ.).
- High extraction efficiency of spontaneous emission from slabs of photonic crystals / S. Fan [et al.] // Physical Review Letters. 1997. Vol. 78, no. 17. P. 3294-3297.
- Fan S. et al. High extraction efficiency of spontaneous emission from slabs of photonic crystals. Physical Review Letters, 1997, vol. 78, no. 17, pp. 3294-3297.
- Zechmeister J., Lacik J. Complex relative permittivity measurement of selected 3D-printed materials up to 10 GHz // 2019 Conference on Microwave Techniques (COMITE). 2019. P. 1-4.
- Zechmeister J., Lacik J. Complex relative permittivity measurement of selected 3D-printed materials up to 10 GHz. 2019 Conference on Microwave Techniques (COMITE), 2019, pp. 1-4.
- openEMS - a free and open source equivalent-circuit (EC) FDTD simulation platform supporting cylindrical coordinates suitable for the analysis of traveling wave MRI applications / T. Liebig [et al.] // International Journal of Numerical Modelling: Electronic Networks, Devices and Fields. 2013. Vol. 26, no. 6. P. 680-696.
- Liebig T. et al. openEMS - a free and open source equivalent-circuit (EC) FDTD simulation platform supporting cylindrical coordinates suitable for the analysis of traveling wave MRI applications. International Journal of Numerical Modelling: Electronic Networks, Devices and Fields, 2013, vol. 26, no. 6, pp. 680-696.
