Näkymättömyyttä kolmiulotteisille kohteille

Lawrence Berkeley National Laboratoryn (Berkeley Lab) ja Kalifornian yliopiston (UC) Berkeleyn tutkijat ovat kehittäneet ultraohuen näkymättömyysviitan, jolla voi piilottaa kolmiulotteisia esineitä.

"Tämä on ensimmäinen kerta kun mielivaltaisen muotoinen 3D objekti on verhottu näkyvältä valolta. Meidän ultraohut viitta on nyt kuin takki. Se on helppo suunnitella ja toteuttaa, ja se on mahdollisesti skaalatavissa piilottamaan makroskooppisia esineitä." toteaa alan konkari Berkeley Labin Xiang Zhang.

Uudenlainen viitta perustuu kultaisten nanoantennein lohkoihin ja se on alle 80 nanometriä paksu. Viitan ihopinta on metatasolla muokattu niin, että se uudelleenohjaa heijastuneen valon aallot niin, että kohde on näkymätön optiselle ilmaisutekniikalle kun viitta on aktivoitu. Aktivointi voidaan tehdä polarisaatiosta riippumattomaksi tai riippuvaksi sopivilla nanoantenneilla.

Viimeisten kymmenen vuoden aikana Zhang ja hänen tutkimusryhmänsä ovat onnistuneet käyristämään valon polkua tai taivuttamaan sitä taaksepäin. Tätä aiemmat optiset kaavut olivat kömpelöitä ja esimerkiksi jättivät itse viitan havaittavaksi vaikka ei sitä mitä se oli piilottanut.

- Viimeaikainen metapintojen kehitys on mahdollistanut manipuloida etenevän aallon vaihetta suoraan käyttämällä alle aallonpituuden kokoisia elementtejä, jotka räätälöidään paikallisesti sähkömagneettiselle vasteelle nanomittakaavassa. Kunkin yksittäisen nanoantennin vaihesiirto palauttaa täysin sekä aaltorintaman että sironneen valon vaiheen niin, että kohde on täysin piilossa, toteavat tutkijat aiheen tiedotteessa.

Tässä tutkimuksessa ohjattiin punaista valoa mielivaltaisen muotoiseen 3D-näytteeseen, joka oli kääritty nanoantennien muodostamaan ihomaiseen viittaan. Siitä valo heijastuu pois kuin tasaiselta peililtä, mikä tekee sen alla olevan esineen näkymättömäksi jopa vaihe-herkälle tunnistukselle.

Kyky manipuloida valon ja metamateriaalien vuorovaikutusta tarjoaa houkuttelevan tulevaisuuden näkymiä teknologioille, kuten korkean resoluution optiset mikroskoopit ja optiset tietokoneet.

Mikroskooppisessa mittakaavassa näkymättömyysiho saattaisi osoittautua arvokkaaksi piilottamaan yksityiskohtia mikroelektroniikan komponenteista tai salaustarkoituksissa.  Makrotason sovelluksissa näkymättömyys kaavuista voisi olla hyötyä 3D näytöissä.

Aiheesta aiemmin:

Näkymättömäksi ilman metamateriaaleja

Kvanttimateriaali elektronisille innovaatoille