紐約州伊薩卡市——康奈爾大學(xué)的研究人員提出了一種實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)超材料的吸收和折射質(zhì)量的新方法，他們的發(fā)現(xiàn)為在時(shí)間和空間上控制波的傳播和散射應(yīng)用開辟了有趣的新機(jī)會(huì)在波浪物理和工程的各個(gè)領(lǐng)域。
發(fā)表在Optica雜志上的研究“光譜因果關(guān)系和波的散射”由博士生 Zeki Hayran 和 Aobo Chen，MS '19 以及他們的顧問，電氣與計(jì)算機(jī)學(xué)院助理教授Francesco Monticone 共同撰寫工程學(xué)院的工程。
理論工作旨在擴(kuò)展超材料吸收或折射電磁波的能力。以前的研究僅限于改變吸收或折射，但Monticone 研究小組現(xiàn)在表明，如果實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)這兩種質(zhì)量，可以大大提高超材料的有效性。
這些時(shí)間調(diào)制的超材料，有時(shí)被稱為“計(jì)時(shí)超材料”，可能會(huì)帶來未開發(fā)的機(jī)會(huì)，并推動(dòng)電磁學(xué)和光子學(xué)的技術(shù)進(jìn)步。
“我們證明，”Monticone 說，“如果你及時(shí)調(diào)制這兩種特性，你就能比在靜態(tài)結(jié)構(gòu)中更有效地吸收電磁波，或者在你調(diào)制這兩個(gè)度數(shù)之一的結(jié)構(gòu)中個(gè)人自由。我們將這兩個(gè)方面結(jié)合在一起，創(chuàng)建了一個(gè)更有效的系統(tǒng)。”
這些發(fā)現(xiàn)可能會(huì)導(dǎo)致開發(fā)出新的超材料，其波吸收和散射特性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于目前可用的材料。例如，寬帶吸收器必須比某個(gè)值厚才能有效，但材料厚度會(huì)限制設(shè)計(jì)的應(yīng)用。
“為了減少這種吸收器的厚度并增加其帶寬，你必須克服傳統(tǒng)材料的局限性，”海蘭說。“繞過這些限制的一種方法是對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行時(shí)間調(diào)制。”
Monticone 小組的目標(biāo)是開辟新的研究領(lǐng)域，以產(chǎn)生越來越有效的實(shí)際應(yīng)用。
“我們試圖做的不是對(duì)技術(shù)進(jìn)行漸進(jìn)式改變，”Monticone 說。“我們想要顛覆性的改變。這才是我們真正的動(dòng)力。那么我們?nèi)绾尾拍軐?duì)技術(shù)進(jìn)行顯著改進(jìn)，而不僅僅是漸進(jìn)式改進(jìn)呢?要做到這一點(diǎn)，很多時(shí)候，你必須回到基本面。”
新研究通過使用另一個(gè)自由度(即時(shí)間調(diào)制)來突破電磁波吸收的極限，這在該領(lǐng)域通常不會(huì)進(jìn)行，但現(xiàn)在受到越來越多的研究關(guān)注。
標(biāo)簽： 光子學(xué)
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