MIT-Forskare Fabricerar 3D Lättvikts- Metamaterial Lens

Published on November 16, 2012 at 6:35 AM

I mångt och mycket är metamaterials övernaturliga. Dessa konstgjorda material, med deras som planläggs intricately, strukturerar, den elektromagnetiska krökningen vinkar i väg som är omöjlig för material som finnas i natur.

Riktningen av 4.000 S-Formade enheter bildar en metamaterial lins som fokuserar radiosände vinkar med ytterlighetprecision och mycket lite borttappad energi. (Foto: Dylan Erb)

Forskare utforskar metamaterials för deras potentiellt för att iscensätta invisibilitykappor - material som bryter lätt för att dölja en anmärka i vanlig sikt - och ”toppna linser,”, fokuserar som ljus det okända spänna av optiska mikroskop för att avbilda anmärker på nanoscale specificerar.

Forskare på MIT har nu fabricerat en tredimensionell lättvikts- metamaterial lins som fokuserar radiosände vinkar med ytterlighetprecision. Göra konkavlinsen ställer ut en egenskap som kallas negationrefraktion, att böja som är elektromagnetiskt, vinkar - i detta fall, radiosände vinkar - i exakt motsatsavkänningen som en det normala görar konkav från linsen skulle arbete.

Göra Konkav linser utstrålar typisk radiosände vinkar lik eker från en rulla. I denna nya metamaterial lins, radiosände emellertid vinkar konvergerar och att fokusera på en singel, preciserar pekar - en egenskap som är omöjlig att reproducera i naturliga material.

För Isaac Ehrenberg, frammanar en MIT-doktorand i maskinlära, apparaten en avbilda från filmen ”Stjärna Kriger”: DödStjärnan, ett utrymme posterar, att forlaser strålar från en göra konkavmaträtt, laserna som konvergerar till en peka för att förstöra närliggande planet. Fördriva forskare fabricerade lins som ska för att inte spränga any planetariskt, förkroppsligar i den near framtiden, Ehrenberg som något att säga där är andra potentiella applikationer för apparaten, liksom molekylär och djup-utrymme avbilda.

”Finns Det något fast kvarter av any materiellt i det periodiskt bordlägger som ska frambringar detta verkställer,” Ehrenberg något att säga. ”Bryter Denna apparat radiosände vinkar något liknande inte annat materiellt som finnas i natur.”,

Ehrenberg publicerade resultaten av hans forskning i Föra Journal över av Applied Fysik. Hans co-författare på det pappers- är Sanjay Sarma, de Fred FortBlommorna och Professorn för Daniel FortBlommor av Maskinlära på MIT och Bae-Ian Wu, en forskare på FlygvapenForskningLaboratoriumet.

Forma en cell

Metamaterials är utöver det vanliga rekvisita beslutsam i hög grad vid dess strukturerar - liknande till hur en diamant kristaller ger styrka. Ett materiellt kan bryta lätt olikt beroende av forma av individenheter inom ett materiellt och ordningen av de enheter i sin helhet.

Före detta nytt skyla över brister, Wu, och andra har utstuderat hur bestämt formar av metamaterials kan påverka förökningen av elektromagnetiskt vinkar. Laget kom upp med en blocky S-Formad ”enhetscell” vars formar bryter radiosände vinkar i synnerhet riktningar. Ehrenberg använde enheten formar som basen för hans görar konkav linsen som skapar busen, formar från mer än 4.000 enhetsceller, varje endast några breda millimetrar.

Att fabricera hans design använde Ehrenberg 3-D printing, byggnad per linslagrar vid det invecklade lagrar från en polymerlösning. Han tvättade därefter några rest med ett högtryck bevattnar bort sprutar ut och täckte varje lagrar med en fin mist av förkopprar för att ge linsen som ett ledande ytbehandlar.

Att testa linsen, förlade forskarna apparaten mellan två radiosände antennae och mätte energin överförd till och med den. Ehrenberg grundar, att mest av energin var kompetent att resa till och med linsen, med mycket lite borttappadt inom det metamaterial - en viktig förbättring i energieffektivitet, när han jämförs med förgången negation-refraktion, planlägger. Laget grundar också som radiosände vinkar konvergerat av linsen på ett mycket specifikt pekar framme och att skapa ett åtsittande, fokuserat strålar.

Avbilda utrymme och det okända

Sarma något att säga kombinationen av apparatens ”låga förlust” och fokuserar tätt är lova kliver in mot att iscensätta praktiska metamaterial linser.

”Finns Det fenomen för en radda i världen som du kan visa, men huruvida du kan uppnå den på fjäll är utfärda,” Sarma något att säga. ”Har Vi tagit negationrefraktionbegreppet från sfären av motståndskraftig-av-begreppet till sfären av praktiskhet.”,

Apparaten, som väger mindre än en dunka, kan vara van vid fokuserar radiosände vinkar exakt på molekylar för att skapa med hög upplösning avbildar - avbildar, som är för närvarande producerat använda som är klumpigt, skurkrollen och dyra linser. Ehrenberg något att säga, att en sådan lättvikts- apparat kunde också monteras på satelliter för att avbilda stjärnor och andra himlakroppar i utrymme, ”, var du önskar inte att komma med upp en bastant lins.”,

Cheng Sun, en assistentprofessor av maskinlära på den Nordvästliga Universitetar, något att säga den metamaterial designen är en lova demonstration som kan leda till starkare snabbare telekommunikationar.

”Kan denförlust designen vara ansedd ett viktigt kliver framåtriktat in mot praktiskapplikationer på mikrovågen, eller radiofrequencies spänner,” Sun något att säga.

Det okända applikationer för linsen', Ehrenberg något att säga dess fabricering är enkel och lätt reproducerad och att låta andra forskare utforska 3-D metamaterial designer.

”Kan Du egentligen fullständigt undersöka utrymmet av metamaterials,” Ehrenberg något att säga. ”Finns Det en helhet som annat dimensionerar att nu folket ska är kompetent att se in i.”,

Källa: http://web.mit.edu

Last Update: 16. November 2012 07:51

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit