절강대학교 Dexin Ye 교수, Hongsheng Chen 교수, 난양 기술대학교 Yu Luo 교수가 이끄는 팀은 전체 매개변수 변환 광학 장치의 실제 구현에 대한 연구를 수행했습니다. 연구팀은 선형 변환 광학과 전방향 정합 투명 메타물질의 구성 이론을 바탕으로 자유 공간에서 대규모 물체를 은폐할 수 있는 전 매개변수 전방향 투명 망토를 설계하고 구현했습니다.
이 작품은 다음에서 출판되었습니다. 국가 과학 검토 "전체 매개변수 전방향 변환 광학 장치"라는 제목으로 절강대학교 Yuan Gao 박사가 제1저자로, Yu Luo 교수, Hongsheng Chen 교수, Dexin Ye 교수가 교신저자로 참여했습니다.
2006년 Imperial College London의 Pendry 교수는 전자기파의 전파 경로와 재료의 구성 매개변수 사이의 대응을 설명하는 변환 광학을 제안하여 EM파를 제어하는 보편적이고 강력한 방법을 제공했습니다.
지난 10년 동안 투명 망토, 전자기 환상 장치 및 집속 장치와 같은 다양한 새로운 광학 장치가 설계되는 변환 광학의 급속한 발전을 목격했습니다. 그러나 변환 광학 매체의 구성 매개변수는 이방성이며 일반적으로 불균일하거나 특이값을 가지므로 구현하기가 어렵습니다.
예를 들어, 지금까지 실험적으로 구현된 전방향 투명 망토는 항상 재료 매개변수에 대해 일부 단순화를 거쳤습니다. 단순화된 설계는 임피던스 정합을 희생하여 변환 광학 장치의 성능을 저하시킵니다.
이러한 문제를 해결하기 위해 연구 그룹은 선형 변환 광학을 기반으로 단 두 개의 균질 재료로 구성된 2D 전체 매개변수 전방향 평면 투명 망토를 설계했습니다. 첫 번째 재료의 구성 매개변수는 XNUMX과 극값을 모두 갖는 이방성이며 광학 방향으로 전파되는 EM 파동은 무한한 위상 속도를 갖습니다.
이 재료는 전방향 임피던스 매칭과 제로 위상 지연을 통해 EM파가 클로킹 영역을 우회할 수 있도록 하는 데 사용됩니다. 두 번째 재료는 또한 전방향 임피던스 정합으로 위상 보상을 달성하기 위해 이방성 구성 매개변수를 가지며, 광학 방향으로 전파되는 EM파는 광하 위상 속도를 갖습니다.
실험적 검증에서 연구자들은 TM 편파에 대한 전체 매개변수 구성 매개변수를 사용하여 이 두 가지 재료를 구현했습니다.
첫 번째는 Fabry-Pérot 공진을 사용하는 하위 파장 금속 패치 배열을 사용하여 구현되었으며, 두 번째는 전통적인 I자형 전기 공진기와 분할 링 공진기로 구성된 구조를 사용하여 구현되었습니다.
마지막으로 연구진은 이전 두 가지 재료로 구성된 전체 매개변수 전방향 망토 주위의 자기장을 TM 편파 입사 하에서 서로 다른 각도에서 측정하여 탁월한 투명 성능을 입증했습니다.
이 연구는 자유 공간에서 임의의 입사 조명을 위해 대규모 물체를 은폐할 수 있는 최초의 전체 매개변수 전방향 투명 망토를 시연했습니다. 구현된 망토는 레이더 통신 및 바이스태틱 탐지에서 표적의 산란 단면을 억제하는 데 즉시 사용될 수 있습니다.
이 연구에서 제시된 접근 방식은 다른 전체 매개변수 변환 광학 장치의 실제 구현에 광범위한 영향을 미칩니다.