Comment faire des objets 3D disparaissent totalement, KurzweilAI
Cette image montre une illustration 3-D d'un manteau de peau de metasurface fabriqué à partir d'une couche ultramince de nanoantennas (blocs d'or) recouvrant un objet de forme arbitraire. Lorsqu'elle est activée, la lumière se réfléchit sur le manteau (flèches rouges) comme si elle réfléchissait sur un miroir plat. (Crédit: Avec l'aimable autorisation du groupe Xiang Zhang, Berkeley Lab / UC Berkeley)
Une invisibilité ultra-mince manteau « peau » qui peut se conformer à la forme d'un objet et le cacher de la détection de la lumière visible a été mis au point par des scientifiques du Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) et l'Université de Californie (UC) à Berkeley.
Travailler avec des blocs de nanoantennes d'or. les chercheurs de Berkeley ont créé un « manteau de peau » seulement 80 nanomètres d'épaisseur qui a été enroulé autour d'un objet en trois dimensions de la taille de quelques cellules biologiques et mis en forme avec de multiples bosses et bosses. La surface du manteau de la peau était méta-conçue pour réfléchir les ondes lumineuses, ce qui rend l'objet invisible à la détection optique lorsque la cape est activé.
« Ceci est la première fois qu'un objet 3D de forme arbitraire a été masquée de la lumière visible », a dit Xiang Zhang. directeur des matériaux Division des sciences de Berkeley Lab. « Notre manteau ultra-mince ressemble maintenant à un manteau. Il est facile à concevoir et à mettre en œuvre, et est potentiellement évolutive pour cacher des objets macroscopiques. »
Zhang, titulaire de la Chaire Ernest S. Doué Kuh à l'UC Berkeley et est membre de l'Institut Kavli énergie NanoSciences à Berkeley (Kavli ENSI). est l'auteur correspondant d'un document décrivant cette recherche dans la revue Science.
Cliquez pour voir une animation d'une cape d'invisibilité qui fait un objet 3-D disparaître (crédit: groupe Zhang)
Il est la diffusion de la lumière de son interaction avec la matière qui nous permet de détecter et d'observer des objets. Les règles qui régissent ces interactions dans les matériaux naturels peuvent être contournées en métamatériaux, dont les propriétés optiques de leur structure résulter physique plutôt que leur composition chimique.
Au cours des dix dernières années, Zhang et son groupe de recherche ont poussé les limites de la façon dont la lumière interagit avec métamatériaux, la gestion de la courbe du chemin de la lumière ou le plier en arrière, les phénomènes ne voit pas dans des matériaux naturels, et pour rendre des objets optiquement indétectable. Dans le passé, leurs capes de tapis optiques à base de métamatériaux-étaient encombrants et difficiles à l'échelle, et entraînaient une différence de phase entre la région et l'arrière-plan cloaked autour qui a fait le manteau lui-même détectable, mais ce qu'il n'a pas été caché.
Maintenant, vous le voyez, maintenant vous ne
Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont utilisé la lumière rouge pour éclairer un objet exemple 3-D de forme arbitraire d'environ 1 300 micromètres carrés et enveloppé dans le manteau de la peau nanoantenna d'or. La lumière réfléchie par la surface du manteau de la peau était identique à la lumière réfléchie par un miroir plan, ce qui rend l'objet invisible en dessous, même par la détection sensible à la phase. Le manteau peut être tourné « sur » ou « off » en changeant simplement la polarisation des nanoantennes.
« Un changement de phase fournie par chaque individu nanoantenna restaure complètement à la fois le front d'onde et la phase de la lumière diffusée afin que l'objet reste parfaitement caché », dit co-auteur principal Zi Jing Wong. également membre du groupe de recherche de Zhang.
Selon les chercheurs. la capacité de manipuler les interactions entre la lumière et métamatériaux offre des perspectives d'avenir pour les technologies telles que les microscopes optiques à haute résolution et des ordinateurs optiques ultra-rapides, et pour cacher la mise en page détaillée des composants microélectroniques ou à des fins de chiffrement de sécurité.
A l'échelle macroscopique, entre autres applications, des capes d'invisibilité pourraient se révéler utiles pour les écrans 3D, ajoutent-ils.
Abstraite d'un manteau de peau d'invisibilité ultramince pour la lumière visible
manteaux optiques à base de métamatériaux-ont jusqu'ici utilisé la distribution volumétrique des propriétés du matériau à la lumière et de ce fait progressivement pli obscur de la région masquée. Par conséquent, ils sont encombrants et difficiles à l'échelle et, de façon plus critique, capes de tapis typiques introduire des déphasages inutiles à la lumière réfléchie, ce qui rend les capes détectable. Ici, nous démontrons expérimentalement une cape de peau d'invisibilité ultraminces enveloppé sur un objet. Cette cape de peau cache un objet de forme arbitraire en trois dimensions par la restauration complète de la phase de la lumière réfléchie à la longueur d'onde de 730 nanomètres. Le manteau de la peau comprend un metasurface avec des décalages de phase répartis réacheminer la lumière et rendant l'objet invisible. Contrairement aux manteaux volumineux avec une variation d'indice volumétrique, notre dispositif est seulement 80 nanomètres (environ un neuvième de la longueur d'onde) d'épaisseur et potentiellement évolutive pour cacher des objets macroscopiques.