Dispositivi innovativi basati su propagazione topologicamente protetta

La propagazione delle onde elettromagnetiche in strutture periodiche è caratterizzata da una struttura a bande di frequenza proibite simile a quella che si ha per gli elettroni in un semiconduttore.

In alcune condizioni all’interfaccia fra due mezzi di questo tipo si può però avere propagazione di un’onda superficiale, ovvero legata all’interfaccia. Inoltre, per alcune geometria, quest’onda legata all’interfaccia presenta caratteristiche di protezione topologica ovvero può esistere solo in determinate condizioni di polarizzazione, legate alla direzione di propagazione.
Ad esempio, come in figura, con cilindri perfettamente conduttori (post) fra due piani di massa in parte collegati al piano di massa inferiore, in parte al piano di massa superiore. Questo fa sì che discontinuità all’interfaccia che non alterino la polarizzazione non possono causare una riflessione dell’onda, che quindi si propaga oltre la discontinuità.

Precedenti ricerche hanno provato la possibilità di progettare accoppiatori direzionali con comportamenti molto peculiari, come, ad esempio, il cambio di direzione dell’onda nella struttura accoppiata in funzione della frequenza.

La proposta di tesi riguarda lo studio di fattibilità di un risonatore ad anello accoppiato, come nella struttura in microstriscia in figura, ma realizzata in struttura topologicamente protetta.

Ulteriori informazioni

Software utilizzato: CST
Relatore di riferimento: Stefano Selleri
SSD: ING-INF/02