工程師利用超材料制造出新型光學(xué)設(shè)備

近日，美國杜克大學(xué)的工程師利用超材料制造出可利用紅外光形成全息圖的新型光學(xué)設(shè)備。研究人員表示，利用復(fù)雜多樣的超材料，將極大地提高人類控制光的能力，改變光學(xué)的面貌。該研究發(fā)表在近期出版的《自然·材料》雜志。 x #BUIi  
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　　超材料不是由單一物質(zhì)組成，而是一些具有天然材料所不具備的超常物理性質(zhì)的人工復(fù)合結(jié)構(gòu)或復(fù)合材料。通過在材料的關(guān)鍵物理尺度上的結(jié)構(gòu)有序設(shè)計，突破了某些表觀自然規(guī)律的限制，從而獲得超出自然界固有的普通性質(zhì)的超常功能。 UyD=x(li  
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　　傳統(tǒng)的光學(xué)設(shè)備一般都擁有高度拋光表面的透鏡，透鏡由透明玻璃或塑料物質(zhì)制成，其控制光的能力受天然材料的性能所限制。而利用超材料制成的新光學(xué)設(shè)備沒有傳統(tǒng)的透鏡，它更像一個小型百葉窗，但其控制光線方向的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了傳統(tǒng)鏡頭。研究人員把用于制造計算機芯片的材料制成薄磚形狀，然后將金屬元素蝕刻在這些薄磚上，形成格狀圖案。研究人員表示，金屬元素的排列方式具有無限的可能，可按照所需的光學(xué)特性來設(shè)計其排列方式。 u?Iop/b  
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　　杜克大學(xué)的工程師指出，雖然這一進展是在特定波長的光中實現(xiàn)的，但使用同樣的原理來設(shè)計和制造超材料，可以控制大多數(shù)頻率的光，并可以根據(jù)超材料的結(jié)構(gòu)來設(shè)計更為先進和復(fù)雜的光學(xué)設(shè)備。人類制造光學(xué)設(shè)備的能力受限于天然材料的情況將隨著超材料的應(yīng)用而一去不返，今后人類可以隨心所欲地處理光。 )1~4Tl,S  
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　　雖然人類對光的認(rèn)識遠(yuǎn)沒有達(dá)到十分滿意的結(jié)果，但對光的研究和應(yīng)用卻從來沒有停止過，特別是近幾十年來，光學(xué)發(fā)展進入了一個日新月異的新時代，光學(xué)已經(jīng)成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)最活躍最前沿的領(lǐng)域之一。杜克大學(xué)利用超材料的新方法為制造先進的光學(xué)新設(shè)備打開了一扇大門。該方法很容易擴展到范圍廣泛的光學(xué)器件，這些新器件將具有大量的新特性，在現(xiàn)實中也會有廣泛應(yīng)用。