MIT の研究者は 3D 軽量の Metamaterial のレンズを製造します

Published on November 16, 2012 at 6:35 AM

多くの点で、 metamaterials は超自然的です。 これらの人造材料は、複雑に設計されていた構造と、実際のところ見つけられる材料のために不可能である方法で電磁波を曲げます。

4,000 の S 字整形の単位のオリエンテーションは極度な精密の電波を集中する、および失われる少しだけエネルギーを形作ります metamaterial レンズ。 (写真: ディラン Erb)

科学者は材料明白な視力に目的を隠すためにライトを屈折させる不可視性のマント - および 「極度のレンズ設計する彼らの潜在性のための metamaterials を調査しています」を nanoscale の細部で画像の目的に光学顕微鏡の範囲を越えるライトを集中します。

MIT の研究者は今その三次元の、軽量の metamaterial レンズを極度な精密の焦点の電波製造してしまいました。 おうレンズは - 丁度曲げる否定的な屈折と呼出される特性を正常なおうレンズが働く反対の感覚の…電磁波を - この場合、電波表わします。

おうレンズは普通車輪からのスポークのような電波を放射します。 しかしこの新しい metamaterial レンズでは電波は一点に集中しま、単一、精密なポイント - 自然な材料で複製すること不可能な特性に焦点を合わせます。

アイザック Ehrenberg のために、機械工学の MIT の大学院生は、装置映画 「スターウォーズ」からの画像を換起します: 死の星、凹面の皿からのレーザ光線を撃つ宇宙ステーション、近くの惑星を破壊するためにポイントに一点に集中するレーザー。 研究者の」製造されたレンズが惑星ボディを近い将来に発破を掛けていない間、 Ehrenberg は分子および深スペースイメージ投射のような装置のための他の潜在的なアプリケーションが、あることを言います。

「この効果を生成する周期表のどの材料の固体ブロックもと」、 Ehrenberg 言いますありません。 「この装置屈折させません実際のところ見つけられる他の材料のような電波を」。は

Ehrenberg は応用物理のジャーナルの彼の研究の結果を出版しました。 ペーパーの彼の共著者は MIT に Sanjay Sarma、機械工学のフレッドの城砦の花およびダニエルの城砦の花教授、および Bae イアンウー、空軍研究所の研究者です。

セルの形成

metamaterial の異常な特性はによって類似した構造 - ダイヤモンドの水晶が強さをどのようにに与えるか主として定められます。 材料は材料内の個々の単位の形によってライト、および全体としてそれらの単位の整理を別様に屈折できます。

この最近のペーパー前に、 metamaterials のある特定の形が電磁波の伝搬にどのように影響を与えることができるかウーおよび他は調査しました。 チームは形が電波の方向を特に屈折させる blocky、 S 字整形の 「単位格子を」都合しました。 Ehrenberg は彼のおうレンズのために 4,000 以上の単位格子からの荒い形を作成する基礎として単位の形をそれぞれ幅少数のミリメートルだけ使用しました。

彼のデザインを製造するためには、 Ehrenberg は 3D 印刷、ポリマー解決からの複雑な層レンズの層建物を利用しました。 彼はそれから高圧ウォータージェットが付いている残余を洗い流し、銅の良い霧とレンズに伝導性の表面を与えるために各層に塗りました。

レンズをテストするためには、研究者は 2 つのラジオのアンテナの間に装置を置き、それによって送信されたエネルギーを測定しました。 Ehrenberg はエネルギーのほとんどがレンズを移動できたことが分りました metamaterial の内の少しだけ無くなったと - 過去の否定的屈折と比較するとエネルギー効率の重要な改善は設計します。 チームはまた電波が堅い一点に集中したことが、集中されたビームを作成する極めて特殊なポイントでレンズの前に分りました。

イメージ投射スペースおよび向こう

Sarma は装置の 「低損失」および堅い焦点の組合せが実用的な metamaterial レンズの設計の方に有望なステップであることを言います。

「達成できるかどうかあなたが示すことができるが、スケールのそれは問題」とです世界に多くの現象があります Sarma は言います。 「私達は取りました証拠の概念の王国からの実用性の王国に否定的な屈折の概念を」。

ポンドよりより少しの重量を量る装置が高解像の画像 - 扱いにくく、重く高いレンズを使用して現在作り出される画像 -- を生成するために分子に電波を正確に焦点を合わせるのに使用されるかもしれません。 Ehrenberg は」。屈強なレンズを育てたいと思いませんところに非常に軽量装置がまた画像の星への衛星およびスペースに他の天体に取付けることができると言います 「

metamaterial デザインがより強く、より速いテレコミュニケーションの原因となるかもしれない有望なデモンストレーションであることを、チェン日曜日はノースウェスタン大学の機械工学の助教授言います。

「低損失デザインマイクロウェーブの実用化の方に重要な一歩前進考慮することができますまたは無線周波の範囲」はと日曜日は言います。

レンズのを越えて」アプリケーション、製造が簡単、容易に複製されることを Ehrenberg は言いま、 3D metamaterial デザインを調査する他の科学者を割り当てます。

「実際に十分に metamaterials のスペースを探索できます」と Ehrenberg は言います。 「今人々がに見られる」。こと全体が他の次元あります

ソース: http://web.mit.edu

Last Update: 16. November 2012 07:49

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