Короткий адрес страницы: fornit.ru/2086
Содержание журнала Достижения науки, техники и культуры
Ссылка на первоисточник статьи: http://elementy.ru/news/164901.

Суперлинзы становятся все реальнее

Автор: Игорь Иванов
Сразу две группы американских физиков сообщают о серьезном прогрессе в изготовлении суперлинз из материалов с отрицательным коэффициентом преломления. Такие линзы должны привести к прорыву в оптике и радиоэлектронике.
Поведение луча света зависит от среды, в которой он распространяется. Подбирая среды со специальными свойствами, физики уже научились замедлять и останавливать световой импульс, заставлять световой луч самопроизвольно сжиматься или вращаться вокруг другого светового луча. Наконец, не так давно были созданы искусственные среды с отрицательным показателем преломления, в которых свет преломлялся «в неправильную сторону». (Поведение света в таких средах впервые рассматривалось еще в 1960-е годы советским физиком В. Г. Веселаго; вводная статья К. Ю. Блиох, Ю. П. Блиох, Что такое левые среды и чем они интересны?, УФН, т. 174, апрель 2004.)
Явление отрицательного преломления открывает замечательные перспективы для развития технологий. В частности, одной из главных целей исследователей является создание суперлинзы, которая бы фокусировала свет в область размером меньше, чем длина волны света, т. е. лучше, чем это в принципе способны сделать обычные линзы. Такие суперлинзы должны привести к прорыву в радио- и оптоэлектронике, оптических устройствах хранения данных, материаловедении.
В последние год-два в этом направлении был достигнут заметный прогресс. Были сконструированы первые разновидности суперлинз для излучения в микроволновом диапазоне. Речь шла, правда, не о сферических, а о «плоско-параллельных» линзах, не обладающих единым фокусом, или о цилиндрических линзах, способных фокусировать излучение только в одном из двух перпендикулярных направлений. Кроме того, от миллиметровых волн до оптического диапазона предстояла длинная дорога: ведь для создания суперлинзы для видимого света необходимо существенно (в тысячи раз) уменьшить размер всех параметров линзирующей структуры.
Стоит отметить, что уже полгода назад была опубликована работа N. Fang et al., Science, 308, 534 (22 April 2005) (см. популярную заметку Суперлинза: дифракционный предел преодолен), в которой говорилось о создании суперлинзы в оптическом диапазоне. Однако описанная там структура, хотя и позволяла преодолеть дифракционный предел, представляла собой не линзу, а скорее «сканер», поскольку работала лишь в «ближней зоне» и при непосредственном контакте с объектом (наноструктурой) и детектором. Никакого дистанционного фокусирования света там не подразумевалось.
И вот на днях были опубликованы две работы, сообщающие о новых прорывах в этой области исследований.
В статье физиков из Делавэрского университета (Ньюарк, США) Zh. Lu et al., Physical Review Letters, 95, 153901 (4 October 2005) впервые сообщается о создании и успешном испытании настоящей сферической суперлинзы (правда, по-прежнему для микроволнового излучения). Сложная пористая структура, напоминающая конструктор «Лего», была собрана из отдельных кубических блоков сложной формы. Излучение, распространяясь через такую структуру и многократно отражаясь от отдельных кубиков, как бы «запутывается» в ней, и в результате в ней появляются «разрешенные» и «запрещенные» зоны для излучения, точно так же, как у электронов в кристалле (такая конструкция называется фотонный кристалл).
Для микроволнового излучения определенной частоты фотонный кристалл, используемый в этом эксперименте, выглядел точь-в-точь как среда с отрицательным показателем преломления. Поместив такую пластинку перед источником излучения и просканировав поле позади нее, исследователи убедились, что она действительно фокусирует расходящееся излучение.
Этот впечатляющий эксперимент, демонстрирующий сверхвысокое разрешение линзы, заключался в следующем. Два точечных источника, расположенных на расстоянии 10 мм друг от друга, испускали микроволновое излучение с длиной волны 18 мм. В случае «обычной» линзы изображения от столь близких источников попросту слились бы в одно пятно. Новая же линза выдала изображение двух отдельных четко различимых пятнышек размером около 5 мм. Авторы работы выражают уверенность в том, что усовершенствование их методики в скором времени еще сильнее улучшит свойства суперлинз.
В другой недавней статье, S. Zhang et al., Physical Review Letters, 95137404 (23 September 2005), американские физики сообщают о создании нового метаматериала, обладающего отрицательным коэффициентом преломления в ближнем инфракрасном диапазоне. Отличие этой работы от предыдущих состоит в том, что типичный размер неоднородностей в этой структуре составляет сотни нанометров, что существенно меньше длины волны инфракрасного света. Из-за этого излучение «чувствует себя» не в решетке (фотонном кристалле), а в почти однородной среде, словно внутри материала совершенно нового типа (именно это и подразумевает слово «метаматериал»). Изюминкой этой работы является эффективная технология выращивания образца достаточно большого размера и микроскопической толщины.
К сожалению, изготовленный образец обладает слишком сильным поглощением света, что делает невозможным его практическое использование, но авторы намечают возможные пути исправления ситуации. Так или иначе, общая технология изготовления сверхтонких суперлинз в ближнем инфракрасном свете уже разработана, а отсюда уже рукой подать до видимого света. Не исключено, что через год-другой мы порадуем читателей сообщением о создании настоящей оптической суперлинзы.

Оценить статью >> пока еще нет оценок, ваша может стать первой :)

   
Архив новостей
Анонсы новостей    http://www.scorcher.ru/xml/news.rss - что это?
Протест очевидности или почему люди спорят?
Невероятное у нормальных людей и животных стимулирует исследовательское поведение, а очевидное заставляет оставаться при своем мнении: Протест очевидности или почему люди спорят?.
06-08-2018г.

Как жить чужим умом
Оптимальная стратегия использования чужих решений: Как жить чужим умом.
30-07-2018г.

Комментарии по лекциям Вячеслава Дубынина
Замечания по отдельным характерным спорным утверждениям: Комментарии по лекциям Вячеслава Дубынина.
27-07-2018г.

Социальная значительность
О всеобъемлющей, нарастающей проблеме общества: Социальная значительность.
19-07-2018г.

Расширение личной памяти
Каждый авторизованный может расширить свою память: Расширение личной памяти.
18-06-2018г.

Адаптивное обучение
Статья определяет необходимое в организации идеальной системы обучения с учетом механизмов организации психики - как иерархической системы усложняющихся уровней индивидуальной и социальной адаптивности (системы адаптивности на основе произвольности).
Адаптивное обучение.
18-05-2018г.

Тишина мысли
О выделенной зоне субъективного осознания и барьере произвольного внимания: Тишина мысли.
03-05-2018г.

Социальные проблемы психики
Цель статьи - показать общее сплетение проблем современности, увидеть общие основы, их порождающие: Социальные проблемы психики.
08-04-2018г.

Развитие ребенка и влияние родителей
Как родители и педагоги могут оптимизировать развитие ребенка и его обучение: Развитие ребенка и влияние родителей.
24-03-2018г.

Эффектор для фото
Сделал отдельное приложение, независимое от галереи: Эффектор для фото.
20-03-2018г.

'); } Яндекс.Метрика
 посетителейзаходов
сегодня:11
вчера:00
Всего:338381