Ученые создали плоские линзы, действующие точно так же, как и обычные изогнутые линзы

Всем людям, более-менее знакомым с оптикой, известно, что оптические свойства линз напрямую связаны с их формой. Однако, ученые компании BAE Systems и лондонской Школы информатики и электроники королевы Мэри (Queen Mary School of Electronic Engineering and Computer Science) создали то, что служит опровержением высказанному выше утверждению. Созданная учеными плоская линза работает точно так, как и обычная изогнутая линза без любых ограничений по оптической полосе пропускания, а достигается этот фокус за счет использования сложных метаматериалов и принципов трансформационной оптики. Кроме этого, подобные принципы можно использовать для создания плоских линз, работающих не только в оптическом диапазоне, но и в других диапазонах электромагнитных волн.

Линзы, специальные антенны и другие устройства, преломляющие и фокусирующие электромагнитные волны различных диапазонов, используются очень широко практически во всех областях окружающего нас мира. Но в некоторых случаях сложные формы всех вышеперечисленных элементов являются непреодолимым препятствием для их применения. Новые плоские линзы в большей степени лишены этого недостатка и их можно использовать в некоторых нетрадиционных областях, к примеру, встраивать их прямо в конструкцию крыльев, делая самолеты-невидимки еще более невидимыми.

Как уже упоминалось выше, основным ключом к созданию плоских линз стало использование сложных материалов, метаматериалов. Комбинация свойств отдельных составляющих этих метаматериалов позволяет получить целый набор уникальных свойств, которые позволяют метаматериалу взаимодействовать с звуковыми или электромагнитными колебаниями такими способами, которые не существуют естественным образом в окружающем нас мире. Одним из ярких примеров этому является вогнутая линза, разработанная учеными Массачусетского технологического института, которая вместо того, чтобы рассеивать радиоволны, фокусирует их подобно выпуклой линзе.

20140422_2_1.jpg

Метаматериалы могут стать решением очень многих проблем, но они сами по себе обладают одним важным недостатком, их уникальные и необычные свойства проявляются лишь в узком диапазоне длин волн электромагнитных колебаний. Ученые, разработавшие плоскую линзу, обошли это ограничение, объединив метаматериал с принципами трансформационной оптики, которые были реализованы при помощи микроструктур на поверхности линзы, имеющих определенную геометрию. Результатом симбиоза метаматериала и трансформационной оптики стала линза, работающая с высокой эффективностью в широком диапазоне частот.

Способность делать плоские линзы или линзы, имеющие более сложные геометрические формы, может стать основой новых технологий строительства самолетов, судов, радиоантенн и других устройств и конструкций. При этом, антенны, основанные на использовании плоских линз, могут служить в качестве покрытия фюзеляжей и плоскостей самолетов, корпусов судов и военной техники. А дальнейшие работы в направлении совершенствования разработанных технологий позволят применение плоских линз в областях медицины, охраны, обеспечения безопасности и, конечно, в аэрокосмической отрасли.

Пожалуйста, оцените статью:
Пока нет голосов
Источник(и):

www.dailytechinfo.org

gizmag.com