Fig. 1. Două structuri de inele concentrice cu obiect în interior atunci când sunt iluminate cu lumină albă (deasupra) și cu transmisie de "lumină plană" cu o lungime de undă de 532 nm (fund). Imagine din articolul în cauză
Este produs un dispozitiv care funcționează ca un capac de invizibilitate miniatural în domeniul optic - deși până acum numai la o lungime de undă și numai pentru "lumină plat", și "cap" în sine rămâne translucid.
Reducerea lungimii de undă a luminii, pentru care dispozitivul "funcționează", sa dovedit a fi o afacere dificilă. În principiu, metamaterialele care funcționează în domeniul apropiat de infraroșu au fost deja create, dar, din păcate, ele absorb prea mult lumina și, prin urmare, nu sunt deloc adecvate pentru o capacitate de invizibilitate. Acest lucru poate fi evitat cu ajutorul unei "reglări" sofisticate a proprietăților magnetice ale metamaterialului, dar în domeniul optic este foarte dificil să se facă acest lucru. De aceea, cu câteva luni în urmă, Vladimir Shalaev și colegii săi de la Universitatea Purdue din Statele Unite au propus să creeze un fel de "versiune simplificată" a unui capac invizibil, a cărui proprietăți magnetice nu trebuiau înființate deloc.
Acest capac invizibil simplificat este bidimensional și trebuie să fie transparent, nu pentru lumină reală, ci pentru un flux de plasmoni de suprafață. și cu o singură lungime de undă specifică. Plasmonii sunt oscilații electromagnetice plus oscilații ale electronilor pe suprafața metalică, conectate una de alta într-un întreg și care rulează de-a lungul suprafeței metalului. Fluxul de plasmoni este denumit uneori lumină bidimensională - nu este destul de ușoară, dar se pare că este; și, dacă este necesar, poate fi generată de lumină și transformată în lumină cu aceeași frecvență.
Mai puțin de șase luni, deoarece această idee a fost realizată în experiment. Declarația sumară de trei pagini de Igor Smolyaninova (Igor Smolyaninov) si colegii sai de la Universitatea din Maryland (College Park, Statele Unite ale Americii), care a apărut recent în arhiva Preprint, raportat la testarea de creare și de succes a dispozitivului la câteva microni în dimensiune, în care a reușit să se ascundă de „străin ochi "(sau mai degrabă" raze de plasmon ") un inel mic.
Fotografia superioară (a se vedea figura 1) arată cum apare un capac invizibil plat atunci când este iluminat de sus prin lumina obișnuită (pe bara laterală - o imagine obținută într-un microscop de forță atomică). Este o structură de inele concentrice subțiri de polimetilmetacrilat (aceasta este substanța din care se face plexiglas) aplicată pe substratul de aur. Această structură se extinde de la o rază r1 la o rază r2. și obiectul pe care doriți să-l ascundeți (în acest caz, un mic inel larg) se află în interiorul razei r1.
In imaginea de jos (Fig. 1) arată modul în care același sistem se uită la razele de lumină plasmon generate de lumina verde de lungime de undă 532 nm. Direcția mișcării lor este indicată de o săgeată - de la colțul din stânga jos până la colțul din dreapta sus. Fotografia este făcută de privirea de la planul de mai sus printr-un microscop optic convențional, și nu este vizibil pe plasmonilor razele și emisia optice convenționale din locurile unde au fost împrăștiate prin obstacole.
Fig. 2. Distribuția câmpului de plasmon în culori artificiale. Fluxul de plasmoni care intră din stânga curge în jurul părții centrale a dispozitivului, apoi se închide din nou și se duce înainte. În partea centrală a razele aproape nu mergeți. Imagine din articolul în cauză
Structura foarte concentrică (care este capacul invizibil) din această fotografie este vizibilă, dar ceea ce este ascuns în ea este aproape invizibil. Aceasta înseamnă că razele de plasmă se împrăștie pe capac, dar nu se disipă pe obiectul din interior. Un studiu mai detaliat a arătat că razele de plasmon devin într-adevăr divergente, curgând în jurul obiectului ascuns în interior și apoi reconectați și mergeți mai departe ca și cum nu s-ar fi întâmplat nimic (vezi Figura 2).
Dacă am putea vedea în raze de plasmon, atunci, după ce am privit această imagine din colțul din dreapta sus al avionului, în locul capacului nu se vedea decât un loc transparent transparent.
Să reamintim că rezultatul obținut până acum este foarte departe de capacul ideal de invizibilitate. În primul rând, invizibilitatea relativă se realizează numai la iluminarea cu lumina de o anumită lungime de undă. Este suficient să schimbăm frecvența undei de lumină - și invizibilitatea dispare. Pentru comparație, insert (. Figura 1, foto jos) arată aceeași imagine, dar nu și optimizat pentru o lungime de undă de 532 nm - este un obiect intern este ușor vizibilă, și, prin urmare, plasmonilor razele, în acest caz, se încadrează în capac și lumină obiectul ascuns.
În al doilea rând, vorbirea din această lucrare nu se referă încă la lumina reală, ci la fluxul de plasmone, care sunt mai ușor de control decât lumină. Din punctul de vedere al plasmonelor, structura concentrică fabricată are proprietăți atât de neobișnuite încât le face să curgă în jurul lor, fără a cădea în interior. Lumina obișnuită pe această "plexiglasă tăiată" ar disipa pur și simplu în direcții diferite.
În cele din urmă, chiar și în raze de plasmon, acest capac nu este încă complet transparent, dar dispersează o parte din razele sale. Cu toate acestea, mai recent, Vladimir Shalaev și colegii săi în arXiv preprint: 0707.3641 au explicat cum este posibil să se facă față acestei probleme.
Cu toate acestea, chiar și acest plafon de invizibilitate, care nu este atât de real, este un pas foarte important pe calea spre tehnologiile optice de honuire bazate pe metamateriale. Acest experiment demonstrează că, chiar și în domeniul optic, este posibil să se pregătească o structură care va face ca razele, chiar plasmonul, să se îndoaie în jurul obiectului. El confirmă plauzibilitatea calculelor teoretice și, prin urmare, inspiră optimismul în continuarea progreselor în acest domeniu.
Trimiteți-le prietenilor: