Этот прорыв, который команда называет первой метаповерхностной линзой в оптике с широкополосной трансформацией, может привести к созданию новых типов антенн, которые будут плоскими, сверхнизкопрофильными или конформными по форме изогнутых поверхностей.
Новая линза, описанная в журнале Applied Physics Letters AIP Publishing, была изготовлена Ти Цзюнь Цуй и его коллегами из Юго-Восточного университета в Нанкине, Китай, и является примером метаповерхности или метаматериала – искусственного материала, созданного в лаборатории, который не обладает свойствами, не имеющими аналогов. найдено в природе. В этом случае, покрывая поверхность крошечными U-образными элементами, она приобретает свойства, имитирующие нечто, известное как линза Люнебурга.
Впервые обнаруженные в 1940-х годах линзы Люнебурга представляют собой традиционно сферическую оптику, которая необычным образом взаимодействует со светом.
Большинство линз изготовлено из одного материала, такого как пластик или стекло, которое изгибает проходящий через него свет постоянным характерным образом – ключевой характеристикой материала, которая называется его «показателем преломления».«Некоторые материалы, такие как стекло, имеют более высокий показатель преломления и изгибают свет больше, чем другие материалы, такие как кварц.
Линза Люнебурга обладает необычным свойством преломлять свет в большей или меньшей степени в зависимости от того, где свет падает на линзу. Это связано с тем, что в линзе Люнебурга показатель преломления варьируется по всему корпусу сферической линзы, что сильно отличает его от нормальной линзы. Линзы Люнебурга могут фокусировать свет или входящие электромагнитные волны во внеосевую точку на краю линзы (а не прямо перед ней или за ней, как это делала бы обычная линза).
Или они могут равномерно направлять электромагнитные волны, исходящие от ближайшего точечного источника, и излучать их в одном направлении – то, что не может сделать ни одна сферическая линза.
Благодаря своим свойствам линзы Люнебурга находят множество применений в качестве отражателей радаров и микроволновых антенн.
Однако, по словам Куи, сферическая форма типичной линзы Люнебурга неудобна в некоторых случаях, поэтому он и его коллеги использовали неоднородные искусственные структуры для создания плоской поверхности, которая действует как линза Люнебурга.
Новая работа дополняет традиционный способ создания линз Люнебурга, основанный на геометрической оптике, а также второй способ, открытый в последние несколько лет, который использует голографическую оптику.
«Теперь у нас есть три систематических метода проектирования для управления поверхностными волнами с помощью неоднородных метаповерхностей, геометрическая оптика, голографическая оптика и трансформационная оптика», – сказал Цуй. "Эти технологии можно комбинировать для использования более сложных приложений."