Ova stranica koristi kolačiće (cookies) kako bi osigurala bolje korisničko iskustvo.

Više informacija možete pronaći u Izjavi o kolačićima.

Slažem se

Kontrast Disl
A A A
Znanstvene vijesti — 18.05.2022.

Transformacija prostora uz pomoć ne-Hermitskih dielektrika

Naš kolega Ivor Krešić objavio je kao vodeći i dopisni autor rad u prestižnom časopisu Physical Review Letters, u kojem su nekonformalne geometrijske deformacije dvodimenzionalnog prostora povezane s ne-Hermitskim dielektričnim odzivom optički izotropnih materijala. Spomenuti teorijski uvidi iskorišteni su za dizajn širokopojasnog “plašta nevidljivosti”, koji sprječava detekciju željenog predmeta kontinuiranim ali i pulsnim zračenjem. Slika iz članka je odabrana za naslovnicu časopisa Physical Review Letters. Rad je objavljen u suradnji sa znanstvenicima iz Grčke, Izraela i Austrije.

Transforming space with non-Hermitian dielectrics

Ivor Krešić, Konstantinos G Makris, Ulf Leonhardt, Stefan Rotter, Physical Review Letters 128 (18), 183901  (2022).

DOI : https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.128.183901

Transformacijska optika je teorijski okvir koji je omogućio brojne fascinantne primjene, među kojima je jedna od najneobičnijih tzv. “plašt nevidljivosti”. Dosad je transformacijska optika s izotropnim materijalima bila ograničena na konformalne geometrijske transformacije, u kojima je kut između dvije linije jednak prije i nakon transformacije (Slike 1a,b). Međutim, u optički izotropnim materijalima, konformalne transformacije dovode u nekim slučajevima do odziva bliskih nuli, sto je ekstremni optički odgovor moguć jedino blizu rezonancije metamaterijala, što znatno ograničava funkcionalnost optičkih dizajna. Ovo istraživanje proširuje teorijski okvir transformacijske optike u izotropnim materijalima na područje nekonformalnih transformacija (Slika 1c), te pokazuje kako iste nužno dovode do pojave ne-Hermitskih dielektričnih odziva.

 slika1Slika 1: Nekonformalna transformacija prostora vodi do ne-Hermitskih materijala. (a) virtualne koordinate, s rezovima konformalne (svjetlozelene) i nekonformalne (tamnozelene) Zhukovskijeve transformacije. Površina svakog kvadrata u koordinatnoj mreži je 0,4 × 0,4. Nakon preslikavanja, zelene linije tvore krugove, vidi (b) i (c), unutar kojih je nevidljiva regija (sivo zasjenjeno područje). Lokalna ortogonalnost koordinatnih linija prisutna je za konformalnu transformaciju (b), ali ne za nekonformalnu transformaciju (c).

Primjenom ovih uvida na problem sakrivanja objekata pokazano je kako se materijalni uvjet za dielektrični odziv blizu nule može zamijeniti dodavanjem optičkih gubitaka i dobitaka u dielektrične materijale, modifikacijom tzv. Zhukovskijeve transformacije. Materijali generirani takvim transformacijama su dakle nužno ne-Hermitski, imaju širokopojasni odziv (Slika 2), ali trentutno imaju ograničenu funkcionalnost na mali raspon upadnih kuteva zračenja. Za očekivati je da će nekonformalne transformacije u izotropnim materijalima biti korisne za široku lepezu optičkih primjena, uz modifikaciju brojnih postojećih dizajna u konformalnoj optici.

 slika2

Slika 2: Demonstracija nevidljivosti za optičke pulseve. (a) Prostorno uzak puls koji upada na nevidljivo područje (lijevo) se gotovo savršeno transmitira (desno) kada je plašt prisutan. (b) Kada maknemo plašt, izobličenje oblika pulsa jasno otkriva prisutnost reflektirajućeg materijala vanjskom promatraču. Tanka crna isprekidana linija odvaja područje koje prikazuje dolazni (lijevo) od područja koje prikazuje odlazni (desno) dio evolucije pulsa.

IF Ⓒ 2017