“隐形斗篷”或很快能成为现实:科学家找到昂贵超材料的替代品

2022-01-0317:45:09来源: cnBeta.COM 评论 3,556

“隐形斗篷”或很快能成为现实:科学家找到昂贵超材料的替代品

隐形装置可能很快就不再是科幻小说中的内容。由来自中国厦门大学的研究人员Huanyang Chen和Qiaoliang Bao在De Gruyter杂志《Nanophotonics》上发表的一项新研究表明,在新兴的新型光学设备技术中,可以使用三氧化钼(a-MoO3)材料来取代昂贵且难以生产的超材料。

“隐形斗篷”或很快能成为现实:科学家找到昂贵超材料的替代品

隐形斗篷的想法可能听起来更像是魔术而不是科学,但研究人员目前正在努力生产能以这样一种方式散射和弯曲光线的设备从而产生隐形的效果。

截止到目前,这些设备依靠的都是超材料--一种经过特殊设计的材料,它拥有自然发生的物质或该材料的单个颗粒中所没有的新特性--但Chen他们的研究却建议使用a-MoO3来制造这些隐形设备。

这种拥有一些独特属性的材料可以为控制能量流提供一个很好的平台。该团队的模拟结果显示,当圆柱形或卷起的a-MoO3材料取代超材料时,简化的隐形集中器可以获得电磁隐形和能量集中的效果,这将是一个近乎完美的隐形装置所展示的效果。

因此,这项研究表明,双曲材料如a-MoO3和五氧化二钒(V2O5)可以作为转化光学的新基础、为隐形聚光器以外的光子设备提供了可能性--包括改进的红外成像和检测系统。

近几十年来,变换光学一直是物理学的一个热门话题,这要归功于一个发现,即光在连续介质中的路径可以跟它在经历了坐标变换的弯曲空间中的传播相同。

这样做的结果是,当光通过一种材料时,它的行为可以被操纵,这也就能促成许多新型光学设备的产生,如隐形斗篷--一种可以覆盖一个物体并使其周围的光线发生弯曲的伪装材料进而使其几乎消失--以及其他光学幻觉设备。

“这是第一次将二维材料用于变换光学装置。通常情况下,我们需要超材料,但这要简单得多,”Chen说道。这位研究人员继续解释称,这项研究结果的第一个应用可能是一个能改进此类设备的大尺寸能量集中器。

weinxin
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