Техника - молодёжи 2010-05, страница 9
Рис. 1. Схематический чертёж «плаща-невидим-ки» - фотонного кристалла. Золотая пластинка с выступом показана жёлтым цветом. Красный конус - зона обзора, для которой сохраняется невидимость выступа; как уже говорилось, его угол не должен превышать 60° -к е * I I ■ |г-о I I I I l:Plf Рис. 2. Пространственное распределение интенсивности инфракрасного излучения, отражённого от золотой пластины, когда она не укрыта (а) «плащом-невидимкой» и когда укрыта (б). Цветная вертикальная планка справа - шкала интенсивности В июне прошлого года мы опубликовали обзор, в котором показали некоторые научно-технические подходы к решению задачи скрытия предмета от визуального наблюдения. Работы продолжаются; нельзя сказать, что «плащ-невидимка» уже создан, но прогресс имеется, и немалый. Материал, созданный группой учёных из Англии и Германии, работает не на какой-то определённой длине электромагнитных волн, как у предыдущих «моделей», а в полосе инфракрасного излучения от 1400 до 2700 нм -это довольно близко к оптической области. И сделанный из него «плащ-невидимка» укрывает объект не с единс- Мы думали, что ёжик в тумане -это фантазия Сергея Козлова и Юрия Норштейна. Оказывается, нет! Оказывается, они, ёжики, водятся в тумане наномира. Его обнаружили А.Е. Баранчиков и В,К. Иванов из Лаборатории химической синергетики Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова, Следуя строгой научной этике, они называют наблюдаемый объект агрегатом наночастип диоксида церия. Может быть, и так; а только мы знаем, что ианочастицы порой ведутсебя очень причудливо, -так что же говорить об их агрегатах? Подождём ещё. Где-то там, между микро- и нанометрами, может найтись и медвежонок, и сова, и летучая мышь. И кто-то еще... По материалам nanometer.ru, nanonewsnet.ru, membrana.ru, robaclub.ru, elementy.ru, соб. информ. Технология невидимости твенпого направления визирования, что характерно для прежних разработок, а и диапазоне углов ±60°. Работа «плаща» основана па анизотропии магнитной и диэлектрической проницаемости, определяющих показатель преломления. За счёт этой анизотропии электромагнитная волна «обходит» спрятанный объект, а затем восстанавливает свои первоначальное направление и свойства. Волна как будто не встретила препятствия на своём пути - наблюдатель не видит предмета... Для получения требуемых свойств используют так называемые оптические метаматериалы — композиты, свойства которых обусловлены не столько индивидуальными физическими свойствами компонентов, сколько микроструктурой. Лабораторный трехмерный «плащ» (рис. 1) представляет собой фотонный кристалл -пучок микроскопических стержней, свободное пространство между которыми частично заполнено специальным полимером. Полученная структура со строго периодическим (порядка длины оптической волны) изменением величины диэлектрической и магнитной проницаемости даёт необходимую анизотропию показателя преломления, «Плащ» очень миниатюрен -90x30x10 мкм, - но и на его синтез исследователи затратили приблизительно три часа. Укрываемой «целью» был выступ на золотой пластинке 150-наномет-ровой толщины - арка высотой I и шириной 13 мкм. Для испытаний пластинку облучали неполяризован- ным инфракрасным светом, фиксируя пространственное, распределение интенсивности отражённого излучения, когда пластинка не укрыта и когда она укрыта плащом-невидимкой. В первом случае наличие выступа приводит к неравномерному распределению интенсивности отраженного сигнала (рис. 2а), что и является фактом обнаружения «цели». Бо втором случае, когда пластина загорожена кристаллом, никаких неоднородное* тей в распределении интенсивности отражённого света не наблюдается (рис, 26). Как это работает? Падая на метама-тсриал, инфракрасные лучи сначала попадают в оптически менее плотную среду (с меньший показателем преломления), а далее проходят в более плотную (с большим показателем преломления). Из-за этого они всё сильнее отклоняются влево и вправо и в результате просто не попадают на выступ. Они достигают плоских участков пластины, отражаются и прежним путём идут назад, создавая иллюзию невидимости выступа. Что надо делать дальше? Создавать новые метаматериалы, работающие не в инфракрасном (или не только в инфракрасном), а в видимом диапазоне; увеличивать угол «безопасного» обзора. Совершенствование нанотехно-логий синтеза фотонных кристаллов позволяет на это надеяться, так же как и на решительное увеличение скорости производственного процесса. Рисунки - из журнала «Сайенс», в котором опубликована статья авторов работы. Вот где они водятся! |
