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基于Fabry-Pérot共振机制的完美集中器

已有 1898 次阅读 2018-7-19 16:58 |系统分类:科研笔记

 基于Fabry-Pérot共振机制的完美集中器

变换光学[1,2]告诉我们:空间里介质材料的电磁参数可以和该空间的度量性质等价。根据这样的等价关系,我们可以将非均匀材料中光线的弯曲行为看成是空间的弯曲。另外,我们也可以根据坐标变换的方法设计能够实现特定功能的材料。

2006年,Pendry及其合作者根据变换光学的方法设计了球形的隐身器件[1]。这样的隐身器件可以引导光绕过球形区域而不引起散射,使得该区域看起来好像不存在似的。该隐身器件对材料的要求十分苛刻,它需要各向异性和奇点的存在。人们在随后的实验中,通过弱化材料的性质来减少该隐身器件的散射。这或多或少地牺牲了原有隐身效果的完美性。

2015年,陈等人提出了基于Fabry-Pérot共振机制的变换光学器件的设计方案,制备了弱化的集中器[4]。他们展示了极端各向异性材料加上Fabry-Pérot共振机制对波前调控的有效性。

最近,陈等人进一步发现由于Fabry-Pérot共振机制具有一定的可调性,他们找到了一系列满足特定条件的材料参数,可以实现没有任何散射的集中器件[5]。该集中器被称为完美集中器,其本身是不可见的。另外,他们提出了有效介质模型和实验方案,有望在实验室条件下设计具有完美效果的不可见器件。这为变换光学从理论往实际应用方向上迈出了重要一步。 

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References

1. U. Leonhardt, Science 312, 1777 (2006)
2. J. B. Pendry, D. Schurig, and D. R. Smith, Science 312, 1780 (2006)
3. D. Schurig, J. Mock, B. Justice, S. A. Cummer, J. B. Pendry, A. Starr, and D. Smith, Science 314, 977 (2006)
4. M. M. Sadeghi, S. Li, L. Xu, B. Hou, and H. Chen, Sci. Rep. 5, 8680 (2015)
5. M. Zhou, L. Xu, L. Zhang, J. Wu, Y. Li, and H. Chen, Front. Phys. 13, 134101 (2018)

全文下载:

Meng-Yin Zhou, et al., Perfect invisibility concentrator with simplified material parameters, Front. Phys. 13(5), 134101 (2018)




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