Zeitliche Schnittstellen in bianisotropen Medien

Wellenphänomene in bianisotropen Medien wurden in der klassischen Elektrodynamik umfassend untersucht, da diese Medien zusätzliche Freiheitsgrade zur Gestaltung elektromagnetischer Wellen bieten. Allerdings waren die meisten Untersuchungen zu solchen Systemen bisher auf stationäre (zeitinvariante) Medien beschränkt. Die zeitliche Variation der magnetoelektrischen Kopplung, die Bianisotropie manifestiert, eröffnet eine einzigartige Möglichkeit, die Wechselwirkungen zwischen Welle und Materie auf neue Weise zu manipulieren. In diesem Papier betrachten wir theoretisch die elektromagnetischen Effekte in schwach dispersiven bianisotropen Medien aller Klassen, wenn der entsprechende magnetoelektrische Kopplungsparameter plötzlich in der Zeit springt und eine zeitliche Schnittstelle in räumlich einheitlichen bianisotropen Medien erzeugt. Wir untersuchen Streueffekte an solchen zeitlichen Schnittstellen und zeigen neuartige polarisations- und richtungsabhängige Phänomene. Einige dieser Phänomene werden durch die Verwendung von Simulationssoftware validiert. Wir erwarten, dass unsere Arbeit den Weg für eine weitere Erforschung von zeitvariierenden bianisotropen Metamaterialien (Metasurfaces) und bianisotropen photonischen Zeitkristallen ebnet, was interessante Möglichkeiten eröffnet, die Wellenpolarisation und -amplitude auf reziproke und nicht-reziproke Weise zu steuern.