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美西北大學科學家研制太赫茲隱形斗篷材料

2011-09-06 來源: 字號:
  2011年9月6日,據國外媒體報道,美國西北大學的研究人員創造了一種新型的隱身材料,這種材料能使物體在太赫茲波段下隱形。由西北大學麥考密克工程和應用科學學院機械工程助理教授孫成(Cheng Sun,音譯)設計的隱身材料,通過微梯度折射率材料對光線的反射和折射進行控制,雖然這個設計不能發展成對可見光波段隱身的隱形斗篷,但是這項技術可進行對隱形斗篷部分性能的評估以及在安全性上溝通了解。 
 
  二極管激光器是連續波太赫茲波產生的理想激光源
 
  人類對一個物體的辨認主要是通過兩個因素:即外形和顏色。要使一個物體變得不可見,那就必須能夠操縱光線,使光線在物體表面上以特殊的方式運動,既不會在表面上分散,也不會被物體吸收和反射,而吸收和反射的過程主要是體現物體所具有的顏色。
 
  該研究小組為了操縱光線在太赫茲頻率的行為,孫助理教授使用研發了一種新型的超材料,該材料主要是在原子水平上進行設計,而太赫茲頻譜則位于紅外線與微波之間。通過超材料的研發以及被稱為電子轉移微光固化的技術,研究人員設計出一種微型棱鏡狀的隱形結構,大小小于10毫米。而電子轉移微光固化技術則是研究人員一組數據投影到液體聚合物的圖像上,然后將光線由液態層轉換成薄固體層。
 
  而每個棱鏡的220層都有一個微小的孔,這個小孔比太赫茲波長要來得更小,這就意味著這些小孔能改變光的折射系數,這樣就可以使得光線從棱鏡上部穿透下來時,由于這些小孔的作用,而改變了光線的行為,使得處于棱鏡底部的物體變得可以隱身。最后,這些被改變行為的光線,會被另一個平臺所反射掉。
 
  根據孫助理教授認為:這個研究的目的并不是要研發出能對太赫茲波段隱身的工具,例如斗篷等,而是為了獲得一個更好地設計角度去研發一種新的材料,可以跟好的操縱光線的傳播。通過這個研究試驗,說明了從這個研究方向發展下去,我們可以自由的設計各種材料,可以改變不同波段上光線的折射率,這樣就可以在傳統意義上對光線的傳播路徑進行人為地操縱。
 
  該項研究中涉及的重要試驗對象,太赫茲波段在研究歷史上一直被忽略,這是因為它的頻率比電子高出太多。但是,科學家也發現,有許多有機物的共振頻率處于太赫茲的水平上,這就意味著我們可以通過針對太赫茲水平的掃描儀對有機化合物進行檢測。孫助理教授的關于太赫茲光學上的探索可以對生物醫學研究產生影響,這個影響主要體現在兩個方面:第一,我們可以研制針對某種癌癥的快速且安全的檢測方法,第二,使用太赫茲掃描儀可以加強機場的安全保障效能。
 
  此研究的下一步計劃是向另一個方向發展,即研制太赫茲鏡頭。但是孫助理教授并沒有立即實行這個計劃,擴展材料對更長波段上的光線改變行為的能力,達到這樣的能力與目前的研究還相距甚遠,目前主要集中在一個特定的頻率范圍之內,確保材料在特定的頻譜上具有穩定的工作性質。
主題閱讀: 太赫茲  隱形材料
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