物理科技生物学-PHYICA

电磁频谱中未被充分利用ナスターシャ.スキンスキー的部分从超材料中获得光学提升

物理学 2022-02-22 23:59:09

东京农业科技大学 用于功率增强的太赫兹亚表面超薄准直器 与电磁频谱的其他部分相比,太赫兹辐射几乎没有被利用

然而,T射线有可能在下一代无线通信(6G/7G)、安全系统、生物医学甚至艺术史中得到应用

一种利用特殊设计的“亚表面”来控制x光的新设备可能开始实现这一潜力,该亚表面具有自然界中没有的特性

该发现发表在2020年7月13日的同行评议期刊《光学快报》上

“太赫兹间隙”是工程师用来描述利用电磁集成电路频谱中位于微波和红外辐射之间的频带的技术非常少的术语:太赫兹辐射(也称为T射线)

虽然微波和红外辐射的产生和控制很简单,但在室温下工作并能利用x光进行同样操作的实用技术效率低且不切实际

这是一个很大的遗憾,因为如果我们真的能够利用它们,x光的特性将使它们变得非常有用

x光可以像x光一样穿透不透明的物体,但它们是非电离的,所以更安全

它们还可以穿过衣服、木材、塑料和陶瓷,因此安全和监视部门对实时成像以识别隐藏的枪支或爆炸物很感兴趣

出于同样的原因,太赫兹辐射应用在文化遗产科学方面也很有前景,为艺术史学家和博物馆提供了一个无辐射风险的选项,用于研究从绘画到木乃伊等各种文物

允许产生、检测和应用太赫兹波的太赫兹技术在过去十年左右已经起飞,在某种程度上缩小了太赫兹波的差距

但是能够操纵太赫兹波的传统光学元件的性能和尺寸没有跟上这种快速发展

一个原因是缺少适合太赫兹波段的天然材料

然而,由副教授和太赫兹波工程师铃木武仁领导的东京农业技术大学的研究人员最近开发了一种光学元件,通过使用自然界中不存在的材料,可以更容易地以实用的方式操纵T射线

传统上,准直器——一种缩小光束或波的装置,通常由弯曲的透镜或镜子组成——可以操纵T射线,是一种由天然材料制成的庞大三维结构

但是东大的研究人员铃木武仁、远藤和近藤已经设计出了一种超薄的准直器

22微米)由“亚表面”制成的平面——一种被设计成具有自然界中不可能或难以找到的特性的材料

这些特性并不是由任何金属或塑料物质组成的,而是由材料的几何形状和排列组成的,这些微小的重复图案可以弯曲电磁波,这是自然物质所不能做到的

在这种情况下,该材料具有极高的折射率(光穿过它的速度有多慢)和低反射率(光撞击表面后反射的比例)

准直器由339对元原子组成,排列成使得折射率从装置的外部到中心同心增加

铃木说:“元表面设计是前所未有的,它提供了更高的性能,应该可以加速广泛应用的发展,包括下一代无线通信(6G/7G)甚至热辐射控制设备

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