Çalışma, anti-lazerin mükemmel bir emici olarak gizlendiğini buldu!
Brocade Park-Bu makale optik ve fotonik içindir
Duke Üniversitesi araştırmacıları, kağıtlarından birinde açıklanan mükemmel bir elektromanyetik dalga emicinin, tutarlı bir mükemmel soğurucu (CPA) adı verilen bir "zamanı tersine çeviren lazere" kolayca dönüştürülebileceğini keşfettiler. Bu araştırma, 28 Ocak 2019'da Advanced Optical Materials'da yayınlandı. Lazer, enerjiyi tutarlı ışığa dönüştüren bir cihazdır, yani ışık dalgaları birbiriyle mükemmel şekilde hizalanır. Tersi süreçte, CPA (bazen zaman tersine çevirme lazeri olarak da adlandırılır), iki aynı elektromanyetik dalgadan mükemmel bir şekilde senkronize bir şekilde her iki taraftan gelen tüm enerjiyi emebilen bir cihazdır. Yani dalgaların tepe ve çukurları aynı anda her iki taraftan malzemeye girer.
Brocade Park-Bilim Yaygınlaştırma: Duke Üniversitesi'nde elektronik ve bilgisayar mühendisliği profesörü Willie Padilla, 2017'de herhangi bir metal atomu olmadan elektromanyetik dalga enerjisini emebilen ilk türü yarattı. % 100 malzeme. Bu cihaz, doğada bulunmayan özellikleri topluca üreten birçok bağımsız, mühendislik özelliğinden oluşan bir metamalzeme kompozit malzemedir. Bu özel metamalzeme, tıpkı Lego tuğlaların yüzeyinde olduğu gibi, yüzeyinde oluklar bulunan zirkonya seramikleri içerir. Araştırmacılar, silindirlerin boyutunu ve aralığını değiştirerek ve cihazın performansını hesaplamalı olarak modelledikten sonra, aslında daha basit bir CPA oluşturduklarını fark ettiler. Padilla, şunları söyledi: Bu sistemi daha önce mükemmel bir emici olarak inceledik, ancak şimdi bu cihazın bir CPA olarak da yapılandırılabileceğini gördük.
- Burada açıklanan silindirlerin genişliği, yüksekliği ve aralığı, yeni kağıda açıklanan meta malzemelerin elektromanyetik enerjiyi nasıl emdiğini belirler. Resim: Kebin Fan, Duke Üniversitesi
Bu araştırma, görünüşte farklı olan bu alanların aslında aynı alan olduğunu gösteriyor. Mevcut literatürde açıklanan tek bir model vardır. Gelen elektromanyetik dalgalar ya tamamen hizalandığında ya da tamamen uyumsuz olduğunda çalışacaklardır. Padilla ve Padillanın yardımcı doçentlerinden Van Kerbin, ideal soğurucularının aslında CPA olduğunu keşfetti, bu iki örtüşen moda sahip: hem hizalı dalgaları hem de hizalanmamış dalgaları emebilir. Padilla ve Fan, iki modelin artık örtüşmemesi için malzemenin parametrelerini değiştirerek, mevcut literatürdeki CPA gibi kolayca, ancak daha çok yönlülükle olabileceğini kanıtlayabilirler. Tipik olarak tek bir değişken vardır ve bu, malzemenin kalınlığıdır ve üç yeni keşif vardır: silindirin yarıçapı, yüksekliği ve periyodikliği. Bu bize, bu modları özelleştirmek ve onları istediğimiz frekans bantlarına yerleştirmek için bize daha fazla alan sağlıyor ve bu da bize CPA'yı özelleştirmek için büyük bir esneklik sağlıyor.
- Bir alandaki özel özelleştirilmiş bir silindirden yapılmış gerçek metamalzemenin bir resmi. Resim: Willie Padilla, Duke Üniversitesi
Bu yazıda araştırmacılar, cihazın elektromanyetik dalgaların tüm fazlarını absorbe etme ve sadece silindirin yüksekliğini 1,1 mm'den 1,4 mm'ye çıkararak geçiş yapabildiğini gösterdi. Bu basit geçişle, ikisi arasında dinamik olarak geçiş yapabilen bir malzeme tasarlamanın mümkün olduğuna inanıyorum. Şu anda CPA'nın yeteneklerini kullanabilecek bir cihaz olmamasına rağmen, Padilla ve Van Persie bazılarını düşündü. Teoride, araştırmacılar, normal bir kamera gibi yalnızca gelen ışığın yoğunluğunu ölçmeyen, aynı zamanda gelen ışığın fazını da ölçebilen bir cihaz tasarlayabilirler. Bir malzemenin özelliklerini anlamak istiyorsanız, ne kadar çok veri ölçerseniz, malzemeyi o kadar iyi anlayabilirsiniz. Uyumlu dedektörler var olmasına rağmen, diğer teknolojiler aracılığıyla üretilmeleri çok pahalıdır.
- Geleneksel "anti-lazer", yalnızca yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi gelen elektromanyetik dalgalar mükemmel şekilde hizalandığında enerjiyi emebilir. Resim: Duke Üniversitesi
Brocade Park-Bilim Popülerleştirme Araştırma / Gönderen: Duke Üniversitesi
Referans Dergi Literatürü: "Gelişmiş Optik Malzemeler"
DOI: 10.1002 / adom.201801632
Brocade Park - Evren Biliminin Güzelliğini Sunuyor
