廈門大學(xué)團隊用變換光學(xué)原理造出我呢“人工黑洞”
發(fā)布時(shí)間：2022-12-06 910人看過(guò)
&n商分bsp; 黑洞是存在于宇宙空間中的藍師一類大質量天體，因引力極大，所有進(jìn)入其視錯家界内的光和粒子都(dōu)無法逃逸。受黑洞能(nén睡什g)夠完美吸收視界内物質這(zhè)一特性啟發(fā)，研究站數人員一直希望能(néng)夠設計一身習些“人工黑洞”結構，以實現能(néng)量收集的最大化。近日，來自廈門大跳她學(xué)的陳煥陽教授和陳錦輝副數個教授研究團隊，利用變換光學(xué)原理構造了一類可秒吧以完全抑制輻射損耗的光學(xué)黑洞微腔，相關花樹成(chéng)果以《保角光學(x什哥ué)黑洞微腔》為題發(fā)表于光學(xué)期刊《eLi大話ght》。
自黑洞被(bèi)預測以來，頻慢科學(xué)家們一直在探索如何在地球上模拟黑洞，随著(zhe)超材料的發(f笑不ā)展，這(zhè)一大膽設想正在逐步實現。陳煥陽告訴科技房她日報記者，理論上，通過(guò)調節超材料的等效錯上電磁參數可以使光波産生如拐彎或被(bèi)完全吸收的現象，生輛從而模拟出黑洞、宇宙弦和愛因斯坦環等引力效應，爸船這(zhè)種(zhǒng)設計資件可以對(duì)光波進(jìn)行身這自由調控。
回音壁場冷光學(xué)微腔是集成(chéng)光學(xué)基本元件，如同聲波能(né學劇ng)沿著(zhe)天壇的回音壁傳播很遠距離一樣(y答人àng)，光子也會(huì)在微腔表面(miàn)還書沿著(zhe)環形邊界傳播。不過(guò)長(cháng)期以來，這(zh生笑è)類回音壁光學(xué)微腔固有的輻射損耗問題一直困擾著(鄉開zhe)研究人員，特别是當微腔尺寸接近于光波長(ch水好áng)時(shí)，輻射損耗將(jiāng)顯著增加。受人工黑洞飛年研究的啟發(fā)，研究團隊利用變換光學(xué)原理成(c北近héng)功解決了回音壁微腔輻射損耗這(zhè)一技術難點。風黑
用折射率的關動空間變化與彎曲時(shí)空的等價實現對(duì)電磁波任靜我意調控的方法，被(bèi)稱為變換光學(xu笑鐵é)。基于麥克斯韋方程組在坐标變換下具有形式不變的特性，研究人員通過(guò家草)對(duì)物理空間中的光進(jì裡金n)行保角變換操作，即在坐标函機多數變換過(guò)程中保持曲線夾低還角不變，構造了一類圓對(duì)稱的光學(xué)黑洞微腔弟老。
&nb生笑sp; 陳錦輝介紹，區别于傳統均勻折射率的回音壁微腔，基于變換光學(xué)原動友理設計的微腔在包層具有獨特的梯度折射率分布，從而構造出一個始終時聽大于光子能(néng)量的勢壘，使得光子無法隧穿，從而被(章工bèi)有效束縛在微腔中。研究人員還(hái)制備了截斷什但的光學(xué)黑洞微腔器件，并進(jìn)行了微行森波實驗測量，證實了該設計方案的有光技效性。
“根據這(zhè)一設計思路，此類圓草公對(duì)稱光學(xué)黑洞微腔還(hái)可推廣至任意形狀，東討例如單核的四極子腔與雙核的類花生形腔等。”陳煥陽表示，基于變換光學(xu刀文é)原理設計光學(xué)微腔的策略，不僅為調控微腔表面(miàn)光場提供明音了一種(zhǒng)新的思路，還(hái)可以推廣到(dào)聲波和彈性波等愛她其他波系統的共振模式，并有望在能麗通(néng)量收集和片上集成(chéng)光子器件設計領域得到(dà跳站o)應用。
