Breitband- und ultradünne Polarisationsmanipulatoren wurden entwickelt

Breitband- und ultradünne Polarisationsmanipulatoren wurden entwickelt

Video: Digitalisierung: Funklöcher so groß wie Brandenburg | heute-show vom 30.11.2018 (Kann 2020).

Anonim

vom Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)

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Ein Forscherteam in Südkorea hat eine Technologie entwickelt, die polarisiertes Licht im Breitbandbetrieb mithilfe eines Metamaterials manipulieren kann.

Professor Bumki Min von der Fakultät für Maschinenbau des Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) hat die Forschung geleitet und es wird erwartet, dass diese Technologie zur Entwicklung von optischen Breitbandgeräten führen wird, die für die Breitbandkommunikation und -anzeige eingesetzt werden können.

Wenn ein Objekt oder seine Struktur unter Verwendung eines polarisierten Lichts wie eines Lasers analysiert wird, werden die Ergebnisse im Allgemeinen durch den Polarisationszustand des Lichts beeinflusst. In einem Optiklabor wird das Licht daher mit verschiedenen Methoden polarisiert.

In solchen Fällen werden üblicherweise Wellenplatten oder photoaktive Materialien eingesetzt. Die Leistung dieser Geräte hängt jedoch stark von der Wellenlänge ab, weshalb sie insbesondere im Breitbandbereich nicht als Polarisator geeignet sind.

Es gab viele Versuche, künstliche Materialien herzustellen, die durch Verwendung von Materialien mit starker Resonanz sehr photoaktiv sind. Da die Materialien jedoch eine unvermeidbare Streuung der Resonanzfrequenz aufwiesen, waren sie für einen Breitbandbetrieb nicht geeignet.

Das Forscherteam von Professor Min arrangierte und verband helikale Metamaterialien, die kleiner als die Wellenlänge eines Lichts sind. Sie haben theoretisch und experimentell bestätigt, dass ein polarisiertes Licht unabhängig von der Wellenlänge durch ultradünne Materialien mit einer Dicke von weniger als einem Zehntel der Wellenlänge des Lichts konstant gedreht werden kann. Das Experiment zur Bestätigung der Theorie wurde im Mikrowellenband durchgeführt.

Es wurde festgestellt, dass breitbandige polarisierte rotierende 3D-Metamaterialien die polarisierte Mikrowelle unabhängig von ihrer Frequenz im Bereich von 0, 1 GHz bis 40 GHz um 45 Grad drehen. Eine solche nichtdispersive Eigenschaft ist ziemlich unnatürlich, da es schwierig ist, ein Material zu finden, das sich in einem breiten Band nicht ändert.

Gleichzeitig hat das Forscherteam die breitbandige nichtdispersive polarisierte Rotationseigenschaft materialisiert, indem es das Metamaterial so entworfen hat, dass es Chiralität aufweist, die die Anzahl der Rotationen proportional zur Wellenlänge bestimmt.

Professor Min sagte: "Da die Technologie in der Lage ist, ultradünne Polarisation von Licht im Breitband zu manipulieren, wird sie zur Schaffung von ultraflachen optischen Breitbandgeräten führen."

Die Forschungsergebnisse wurden online in der Nature Communications- Ausgabe vom 17. November veröffentlicht.