Линзы из метаматериалов поворачивают лучи в любом направлении

 


Французские физики разработали схему работы устройств, искривляющих лучи света или звука на любой необходимый угол. Работа ученых опубликована в журнале New Journal of Physics.

Авторы решили использовать принципы, лежащие в основе создания устройств-"невидимок" для управления потоками света. "Плащи-невидимки" представляют собой многослойную оболочку, проходя через которую, световые (либо звуковые) волны искривляются таким образом, что невозможно определить наличие на их пути препятствия. Если внутри оболочки присутствует какой-либо объект, он будет скрыт устройством и не виден снаружи.

Авторы исследования изменили математический аппарат, разработанный для создания таких "плащей-невидимок", чтобы создать устройства, отклоняющие распространение света подобно линзам. Однако, в отличие от классических линз, данные устройства могли отклонять свет на любой заданный угол, вплоть до полного разворота (на 180 градусов) и поворота с образованием петли (на 360 градусов). Кроме того, авторам удалось создать световые и звуковые "черные дыры", в которых происходило полное поглощение волн.

Устройства с такими экзотическими оптическими свойствами могут иметь множество применений, многие из которых сложно предугадать. Например, их можно применять для создания более эффективных оптических волокон, ведь при изгибе оптического волокна, близком к 90 градусам, сильно увеличивается процент потерь света, что негативно сказывается на качестве связи. Линзы, разворачивающие свет в оптических волокнах, могли бы улучшить передачу сигнала.

Работа над устройствами-невидимками стала возможной благодаря изобретению метаматериалов, необычные свойства которых (например, отрицательный коэффициент преломления) зависят не столько от состава, сколько от их внутренней структуры.

Источник: Lenta.ru