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红灯亮相充满异国情调的'超材料'

点击量:   时间:2017-07-11 01:01:05

杰夫·赫克特(Jeff Hecht)德国的一个研究小组赢得了为可见光构建具有负折射率的奇异材料的竞赛该演示可以为新一代光学设备打开大门,例如超透镜能够看到比可见光波长更细的细节最终,它还可能导致“隐形斗篷”的进一步突破,这些斗篷可能会隐藏人眼的物体光波由交替的电场和磁场组成,当它们行进或传播时,它们与材料相互作用这种相互作用决定了材料的特性,称为折射率,它是光通过材料时的行为的量度折射率描述了光波进入和离开材料时的弯曲方式以及它们传播的速度普通材料的折射率总是正的 - 空气中为1.0003,普通玻璃中约为1.5,锆石中为2.1,金刚石中为2.4然而,在20世纪90年代中期,英国伦敦帝国理工学院的John Pendry意识到有可能构建折射率可能为负的人造材料诀窍是组装一组电子元件,当光波通过时,它们会与光波的电场和磁场产生共振这些材料不同于任何常规物质,因此称为“超材料” Pendry建议,比光波长小得多的线圈和导线阵列可以解决这个问题,并首先证明了频率在15到20兆赫之间的无线电波的想法后来的实验将该技术扩展到更短的波长,首先进入微波区域,然后进入红外区域现在德国卡尔斯鲁厄大学的Gunnar Dolling及其同事通过缩小他为红外波长开发的结构,已经证明了在780纳米(红色光谱的长波长端)的效果 Dolling的超材料是通过在玻璃板上沉积一层银制成的,用一层薄薄的非导电氟化镁覆盖它,然后是另一层银层,形成100nm厚的夹层然后,Dolling在三明治中蚀刻出一排方孔,形成一个类似于金属丝网的网格 Dolling通过测量光通过时的“相速度”来确定材料的折射率他的测量表明,对于波长为780nm的光,该结构具有-0.6的负折射率该值在760nm和800nm处降至零,并且在较长和较短波长处变为正以前,已经证实负折射率的最短波长是1400nm该团队尚未观察到一些具有负折射率的其他奇特效应,例如向后弯曲光线的能力然而,模拟显示负折射率透镜应在有限的波长范围内产生奇特的效果目前,Dolling正在专注于研究新的效果,而不是试图构建像超透镜这样的设备他告诉“新科学家”杂志说,