Поместив множество крошечных металлических U-образных структур на диэлектрической пластине, команда ученых из Китая создала новую искусственную поверхность, которая может сильно изгибаться, при этом выполнять роль антенны для приема электромагнитных волн.
Этот прорыв, который ученые называют первым метаповерхностным широкополосным трансформационно-оптическим объективом, который может привести к созданию новых типов антенн: плоских, низкопрофильных или приспособленных к любой изогнутой поверхности.
Новый объектив, описанный в журнале AIP издательства Applied Physics Letters , был создан Те Цзюнь Цуем и его коллегами из Юго-восточного университета в Нанкине (Китай) является примером метаповерхности или метаматериала — искусственного материала, созданного в лаборатории, аналогов которого не существует в природе. В нашем случае, посредством нанесения на поверхность крошечных U-образных элементов, он приобретает свойства, которые похожи на свойства линзы Люнебурга.
Открытые в 1940-х годах линзы имеют традиционно сферическую оптику, которая взаимодействуют со светом необычным способом. Большинство линз сделаны из таких материалов, как пластик или стекло, которые преломляют свет, проходящий через него, что является ключевой характеристикой материала, который называется "показатель преломления". Некоторые материалы, например стекло, имеют более высокий показатель преломления и углового освещения чем, например, кварц.
Линза Люнебурга имеет коэффициент преломления, который не является постоянным, а изменяется по некоторому закону в зависимости от расстояния от центра в сферических или от оси в цилиндрических линзах. Обычно закон изменения коэффициента преломления подбирается таким образом, чтобы при прохождении линзы параллельные лучи фокусировались в одной точке на поверхности линзы, а испущенные точечным источником на поверхности — формировали параллельный пучок.
Из-за этих свойств линзы Люнебурга нашли множество применений, например в радиолокационных отражателях или микроволновых антеннах. Тем не менее, сферическая форма типичной линзы Люнебурга неприменима в некоторых конструкциях. Вот поэтому Те Цзюнь со своими коллегами озадачились вопросом создать плоскую поверхность, которая повторяла бы свойства объектива Люнебурга.
Новая разработка дополняет традиционный способ построения линзы Люнебурга на основе геометрической оптики, а также способ, обнаруженный совсем недавно, который использует оптическую голографию.
"Теперь у нас есть три системных метода проектирования, чтобы создавать структуры с неоднородными метаповерхностями, геометрической и голографической оптикой, а также оптикой преобразования", - сказал Цуй. "Эти технологии должны быть объединены, чтобы иметь возможность создавать более сложные конструкции".
