Metasurface باز جهان از قطبش

قطبش این جهت است که در آن نور ارتعاش است نامرئی برای چشم انسان. هنوز خیلی از ما نوری جهان متکی بر کنترل و دستکاری این کیفیت نور.

مواد است که می تواند دستکاری قطبش نور-شناخته شده به عنوان birefringent مواد — استفاده می شود در همه چیز دیجیتال با ساعت زنگ دار برای, تشخیص پزشکی, ارتباطات و نجوم است.

فقط به عنوان نور قطبش می توانید ارتعاش در امتداد یک خط مستقیم یا یک بیضی مواد نیز می تواند خطی یا elliptically birefringent. امروز اکثر birefringent مواد ذاتا خطی معنی آنها تنها می تواند دستکاری قطبش نور در محدود راه است. اگر شما می خواهید برای رسیدن به گسترده قطبش دستکاری شما نیاز به پشته چندگانه birefringent مواد در بالای یک دیگر ساخت این دستگاه حجیم و ناکارآمد است.

در حال حاضر محققان از دانشگاه هاروارد علیرضا جان پالسون دانشکده مهندسی و علوم کاربردی را طراحی کرده اند metasurface است که می تواند به طور مداوم تنظیم از خطی بیضوی دوشکستی باز کردن کل فضای قطبش کنترل تنها با یک دستگاه. این تنها metasurface می تواند به عنوان بسیاری از birefringent مواد به صورت موازی امکان جمع و جور تر قطبش دستکاری که می تواند گسترده برنامه های کاربردی در قطبش تصویربرداری اپتیک کوانتومی و دیگر مناطق.

پژوهش منتشر شده در علم پیشرفت.

“این است که یک نوع جدید از birefringent مواد” گفت: Zhujun شیعه سابق دانشجوی تحصیلات تکمیلی در دریاها و نویسنده اول این مقاله. “ما قادر به خیاط گسترده قطبش رفتار مواد فراتر از آنچه به طور طبیعی وجود دارد که دارای تعداد زیادی از مزایای عملی. چه استفاده می شود به نیاز به سه جداگانه معمولی birefringent قطعات در حال حاضر تنها یک طول می کشد.”

“توانایی برای دستکاری اساسی خاصیت قطبش نور مانند در به طور کامل راه های جدید با دستگاه است که جمع و جور و چند منظوره خواهد شد که برنامه های کاربردی مهم برای کوانتوم اپتیک و نوری ارتباطات” گفت: Federico Capasso, Robert L. والاس استاد فیزیک کاربردی و Vinton هیز محقق ارشد در رشته مهندسی برق در دریاها و نویسنده ارشد این مقاله است.

Metasurfaces هستند آرایه از nanopillars فاصله کمتر از یک طول موج از هم جدا است که می تواند طیف وسیعی از وظایف از جمله دستکاری فاز دامنه و قطبش نور است. در گذشته Capasso و تیم خود را طراحی کرده اند این دستور بسیار سطوح از زمین تا با استفاده از اشکال ساده هندسی تنها با چند طراحی پارامترهای.

در این تحقیقات این تیم تبدیل به یک نوع جدید از طراحی تکنیک شناخته شده به عنوان توپولوژی بهینه سازی.

“Topological بهینه سازی معکوس رویکرد” گفت: Shi. “شما شروع با آنچه شما می خواهید metasurface به انجام و سپس شما اجازه می دهد تا الگوریتم به کشف بزرگ پارامتر فضا برای توسعه یک الگوی است که می تواند بهترین ارائه آن تابع.”

نتیجه این بود تعجب آور است. به جای منظمی دستور مستطیل شکل ستون ایستاده like toy soldiers این metasurface تشکیل شده است از تو در تو نیم دایره یادآور کج چهره خندان — بیشتر شبیه به چیزی است که یک کودک نو پا می رسم از یک کامپیوتر.

اما این اشکال عجیب و غریب را باز کرده اند تا دنیای جدیدی از دوشکستی. نه تنها می تواند آنها را در رسیدن به گسترده قطبش دستکاری مانند تبدیل خطی قطبش به هر گونه مورد نظر قطبش بیضوی اما قطبش نیز می توان تنظیم با تغییر زاویه نور ورودی.

“رویکرد ما طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی بالقوه در سراسر صنعت و تحقیقات علمی از جمله قطبش انحراف در اصلاح پیشرفته سیستم نوری” گفت: Capasso.

این پژوهش با همكاري توسط الکساندر Y. زو, Zhaoyi لی یائو-Wei Huang, Wei Ting Chen و Cheng-Wei کیو از دانشگاه ملی سنگاپور است. پشتیبانی می شد در بخش نیروی هوایی از تحقیقات علمی تحت جایزه شماره FA9550-19-1-0135.

tinyurlis.gdv.gdv.htclck.ruulvis.netshrtco.de