Diseño de metamateriales fotónicos con índice de refracción negativo en el espectro visible

Abstract

[ES] Esta tesina es un trabajo de investigación cuyo objeto es el diseño de metamateriales con índice de refracción negativo en el espectro visible, cuyas prestaciones superen a los metamateriales existentes con anterioridad. Inicialmente, se realiza un estudio teórico exhaustivo de tres campos fundamentales para abordar dicha meta: teoría de medios con índice negativo, plasmónica y transmisión extraordinaria, y metamateriales. Esta parte del trabajo incluye un análisis del estado del arte. En una segunda fase se proponen una serie de caminos novedosos para conseguir dichos medios a través de ideas teóricas presentadas por primera vez por el autor. Además, se introducen dos nuevos metamateriales capaces de presentar un índice negativo a la frecuencia más alta conseguida hasta la fecha. Dichos metamateriales poseen una serie de prestaciones mejoradas, comparados con los diseños existentes previamente. Entre ellas podemos citar, bajas pérdidas o independencia de polarización

[EN] This is a research work whose purpose is the design of metamaterials with a negative index of refraction in the visible spectrum. First, we perform an exhaustive theoretical study of three main fields, indispensable to address this goal: theory of negative refractive index media, plasmonics and extraordinary transmission, and metamaterials. This part of the work includes a state of the art analysis. In a second stage, we propose novel ways to achieve this kind of media through theoretical ideas presented by the author for the first time. In addition, we present two new metamaterials with improved features, capable of exhibiting a negative index at the highest frequency to date. The mentioned metamaterials have several superior features as compared with those of previous designs. Among them, we can cite low losses or polarization independence.