В нашей повседневной жизни мы можем найти много примеров манипулирования отраженными волнами, таких как зеркала, чтобы видеть наши отражения или отражающие поверхности для звука, которые улучшают акустику аудитории. Когда волна падает на отражающую поверхность под определенным углом падения и энергия передается обратно, угол отражения равен углу падения. Этот классический закон отражения справедлив для любой однородной поверхности. Исследователи из Университета Аалто разработали новые метаповерхности для произвольного манипулирования отраженными волнами, по существу нарушив закон создания произвольного отражения поверхности.
Метаповерхности - это искусственные структуры, состоящие из периодически расположенных метаатомов в субволновом масштабе. Метаатомы сделаны из традиционных материалов, но если их размещать периодически, поверхность может демонстрировать множество необычных эффектов, которые не могут быть реализованы в природных материалах. В своей статье, опубликованной 15 февраля 2019 года в журнале Science Advances, исследователи используют конформные метаповерхности потока мощности для определения направления отраженных волн.
«Существующие решения для управления отражением волн имеют низкую эффективность или сложны в реализации», - говорит Ана Диас-Рубио, научный сотрудник Университета Аалто. «Мы решили обе эти проблемы. Мы не только нашли способ проектирования высокоэффективных метаповерхностей, мы также можем адаптировать дизайн для различных функций. Эти метаповерхности представляют собой универсальную платформу для произвольного управления отражением».
'Это действительно впечатляющий результат. Мы нашли способ сконструировать такое устройство и протестируем его для управления звуковыми волнами. Более того, эту идею можно применить и к электромагнитным полям, - объясняет Ана.
Эта работа финансировалась Академией Финляндии. Статья опубликована в онлайн-версии журнала 15 февраля 2019 года.