Wie zum 3-D-Objekte vollständig verschwinden, KurzweilAI
Dieses Bild zeigt eine 3-D-Darstellung eines metasurface Haut Mantel aus einer ultradünnen Schicht aus Nanoantennen (Gold-Blöcke) hergestellt Abdecken eines beliebig geformten Objekts. Wenn sie aktiviert ist, reflektiert das Licht den Mantel (rote Pfeile), wie aus, wenn es aus einem flachen Spiegel reflektiert wurde. (Foto: Mit freundlicher Genehmigung von Xiang Zhang Gruppe, Berkeley Lab / UC Berkeley)
Eine ultradünne Unsichtbarkeit „Haut“ Mantel, der an die Form eines Objekts anpassen kann und es von der Erkennung mit sichtbarem Licht verbergen wurde von Wissenschaftlern am Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) und der University of California (UC) Berkeley entwickelt.
Arbeiten mit Blöcken von Goldnanoantennen. die Berkeley-Forscher erstellt einen „Haut Mantel“ nur 80 Nanometer Dicke, die um ein dreidimensionales Objekt über die Größe von einigen biologischen Zellen und geformt mit mehreren Beulen und Dellen gewickelt wurden. Die Oberfläche der Haut Mantels war meta-engineered Lichtwellen zu reflektieren, so dass das Objekt unsichtbar für optische Detektion, wenn der Mantel aktiviert wird.
„Dies ist das erste Mal ist, ein 3D-Objekt beliebiger Form wird von sichtbarem Licht verhüllte worden“, sagte Xiang Zhang. Direktor des Berkeley Lab Materials Sciences Division. „Unser ultradünnen Mantel sieht nun wie ein Mantel. Es ist leicht zu entwerfen und zu implementieren, und ist potentiell skalierbare makroskopische Objekte zu verstecken.“
Zhang, der die Ernest S. Kuh Stiftungslehrstuhl an der UC Berkeley hält und ist Mitglied des Kavli Energie Nanosciences Institute in Berkeley (Kavli ENSI). Autor eines Papiers ist die entsprechende Beschreibung dieser Forschung in der Zeitschrift Science.
Klicken Sie auf eine Animation einer Tarnkappe, um zu sehen, dass ein 3-D-Objekt zum Verschwinden bringt (Foto: Zhang Gruppe)
Es ist die Streuung von Licht, das von seiner Wechselwirkung mit Materie, die uns Objekte erkennen und beobachten kann. Die Regeln, die diese Interaktionen in natürlichen Materialien regieren können in Metamaterialien umgangen werden, der optischen Eigenschaften von ihrer physikalischen Struktur entstehen, anstatt ihrer chemischen Zusammensetzung.
In den letzten zehn Jahren Zhang und seine Forschungsgruppe haben die Grenzen, wie Licht wirkt mit Metamaterialien, die Verwaltung der Kurve den Weg des Lichts oder verbogen, Phänomene nicht in natürlichen Materialien gesehen, und Objekte optisch nicht nachweisbar zu machen. In der Vergangenheit ihre Metamaterial-basierte optischen carpet Umhänge waren sperrig und schwer zu skalieren, und führten zu einer Phasendifferenz zwischen dem verhüllten Bereich und dem umgebenden Hintergrund, der den Mantel selbst detektierbar gemacht, obwohl das, was es nicht verborgen war.
Jetzt sehen Sie es, jetzt nicht tun
In der neuen Studie verwendeten die Forscher rotes Licht ein beliebig geformtes 3-D-Probe Objekt etwa 1.300 Quadratmikrometer in der Fläche und in dem Gold-Nanoantenne Haut Mantel gehüllt zu beleuchten. Das reflektierte Licht die Oberfläche der Haut Mantels ab war identisch mit Licht, das einen Flachspiegel reflektiert wird, das Objekt unter ihn selbst unsichtbar durch phasenempfindliche Detektion zu machen. Der Mantel kann gedreht werden, „ein“ oder „aus“ einfach durch die Polarisation der Nanoantennen umgeschaltet wird.
„Eine Phasenverschiebung von jeder einzelnen Nanoantenne vorgesehen wieder vollständig sowohl die Wellenfront und die Phase des gestreuten Lichts, so dass das Objekt völlig verborgen bleibt“, sagt Co-Autor führt Zi Jing Wong. auch Mitglied der Zhangs Forschungsgruppe.
Laut den Forschern. die Fähigkeit, die Wechselwirkungen zwischen Licht und Metamaterialien zu manipulieren bietet Zukunftsperspektiven für Technologien wie hochauflösende optische Mikroskope und superschnellen optischen Computer und für das detaillierte Layout von mikroelektronischen Komponenten oder für die Sicherheit Verschlüsselungszwecke versteckt.
Am makroskopischen, unter anderen Anwendungen, Tarnkappen für 3D-Displays als nützlich erweisen könnten, fügen sie hinzu.
Zusammenfassung von einem ultradünnen Unsichtbarkeit Haut Mantel für sichtbares Licht
Metamaterial-basierte optische Mäntel haben, um allmählich bend Licht und damit undurchsichtig die verhüllten Region verwenden bisher volumetrische Verteilung der Materialeigenschaften. Daher sind sie sperrig und schwer zu skalieren und kritische, typischer Teppich Umhänge einzuführen unnötige Phasenverschiebungen in dem reflektierten Licht, die Umhänge detektierbar zu machen. Hier zeigen wir experimentell eine ultradünne Unsichtbarkeit Haut Mantel über ein Objekt gewickelt. Diese Haut Mantel verbirgt einen dreidimensionalen willkürlich durch vollständige Wiederherstellung der Phase des reflektierten Lichts bei 730 Nanometer Wellenlänge förmigen Gegenstand. Die Haut Mantel besteht aus einem metasurface mit verteilten Phasenverschiebungen Licht Umleiten und Rendering das Objekt unsichtbar. Im Gegensatz zu dem voluminösen Mänteln mit volumetrischer Indexvariation, ist unser Gerät nur 80 Nanometer (etwa ein Neuntel der Wellenlänge) dick und potentiell skalierbaren für makroskopische Objekte verstecken.