Подобное рентгеновским лучам отображение без вредной радиации и сотовых телефонов с большим количеством пропускной способности ближе к действительности теперь, когда исследователи развили новый тип линзы, работающей с частотами терагерца. Новая линза является метаматериалом, искусственным материалом со структурой, сделанной из многих крошечных частей, и она могла решительно расширить то, что могут сделать линзы.
Обычные линзы сосредотачивают и нацеливают видимый, инфракрасный, и микроволновый свет, делая их полезными во множестве повседневных устройств, таких как камеры, сотовые телефоны и очки. Но такие линзы фиксировали направления и центры. Это – оборотная сторона, потому что многократные линзы и сложные средства управления часто необходимы, чтобы вести и сосредоточить свет с точностью. И для некоторых частот света — таких как радиация терагерца, тип радиации, падающей между инфракрасными и микроволновыми полосами электромагнитного спектра и проходящей через многие материалы, блокирующие визуальный и инфракрасный свет — обычные материалы, развитые до сих пор, не работают линзами вообще.
Метаматериальные линзы могли бы решить обе проблемы. В теории они могут быть разработаны для изменения их собственных структур способами, изменяющимися, как они нацеливают и сосредотачивают свет. Также в теории, они могут быть специально предназначены для работы с частотами терагерца.Физики из Бостонского университета решили проверить теорию путем создания их собственной метаматериальной линзы.
Они выложили крошечные золотые кольца, всего 100 микронов через, в сетке на жидкой вафле нитрида кремния. Каждое золотое кольцо имело небольшое сокращение для создания его крошечной схемой названный резонатором кольца для ключей.
Вращение резонатора кольца для ключей через луч света изменится, как оно взаимодействует с тем светом. Под некоторыми углами резонатор усилит магнитное поле света, и под другими углами это усилит электрическое поле — тот же способ, которым атом в материале стандартной линзы взаимодействует со светом, проходящим через линзу.
Резонатор кольца для ключей «атомы», однако, может быть помещен в точно правильный образец к свету терагерца линзы. Путем нагревания или охлаждения материала, исследователи могут заставить резонаторы вращаться способами, изменяющимися, как линза сгибает свет.
Они могут даже вынудить метаматериал сделать вещи, невозможные с естественными материалами, такими как переключение между положительным и отрицательным показателем преломления для щелкания направлением, в котором луч света сгибается при прохождении через материал.Исследователи представят новую линзу завтра на Конференции по Lasers and Electro-Optics/Quantum Electronics и Лазерной Научной Конференции в Сан-Хосе, Калифорния.Эван Рид, физик в Стэнфордском университете в Пало-Альто, Калифорния, впечатлен работой. «Реконфигурируемые метаматериалы являются квантовым прыжком вне своих статических коллег», говорит он. «Эта работа могла оказать особенно широкое влияние, если понятия могут быть расширены» в области частоты кроме терагерца.
Рид предполагает, например, что приспосабливаемые метаматериалы могли быть адаптированы, чтобы гибко управлять и сосредоточить свет многих различных частот, которые сделают единственную метаматериальную линзу способной к замене всех множеств стандартных линз.Приспосабливаемая метаматериальная технология линз находится в своем младенчестве, но у исследователей есть большие планы очистить ее. «Окончательная» метаматериальная линза, они говорят, была бы в состоянии изменить все свои свойства, и включая интервал и включая оборот резонаторов кольца для ключей.
Это дало бы пользовательский точный контроль над частотой и направлением луча света для заявлений, таких как просмотр точности, говорит член команды Ху «Тайгер» Тао. Тао и коллеги в настоящее время работают над более быстрыми методами, чем изменения температуры, чтобы вращать и переместить резонаторы.