Как поймать радугу

26.02.2013

Инженеры Университета в Баффало разработали наиболее эффективный способ поймать радугу. Это большое достижение в фотонике, которое, в свою очередь, может привести к дальнейшим технологическим прорывам - в солнечной энергетике, в стелс-технологиях и в других областях исследований. Доктор Куа-куанг Ган, доцент кафедры электротехники в UB, и его команда, состоящая из аспирантов, описали свою работу в статье, опубликованной в феврале в интернет-журнале Научные доклады.

Они разработали "волновод из гиперболических метаматериалов", который по сути является самым современным микрочипом, изготовленным из альтернативных ультра-тонких пленок металлов и полупроводников. В чем суть ловушки для радуги? Чтобы ее поймать, нужно направить свет в волновод, который сужается настолько, что останавливает и в конце концов поглощает свет, не сумевший пройти в отверстие меньше длины волны.

"Электромагнитные поглотители активно изучались в течение многих лет, особенно с точки зрения применения в военных радарных системах, - сказал Ган. - Сейчас исследователи разрабатывают компактные поглотители света на основе оптических толстых полупроводников и углеродных нанотрубок. Тем не менее, по-прежнему сложно реализовать идеальный поглотитель в ультра-тонких пленках с перестраиваемой полосой поглощения. Однако нам удалось разработать такие пленки".

В своих первоначальных попытках замедлить свет исследователи полагались на криогенные газы. Но так они очень холодные - примерно 240 градусов ниже нуля по Фаренгейту - с ними трудно работать вне лаборатории. Волноводы из гиперболических метаматериалов решают эту проблему, потому что эффективно могут собирать падающий свет на большие поверхности. Они называются искусственными средами с субволновыми особенностями, гиперболоидная поверхность которых позволяет захватывать свет в широком диапазоне длин волн - видимом, ближнем инфракрасном, среднем инфракрасном, терагерцовом и микроволновом. У них очень большая сфера применения.

Например, в электронике есть явление, известное как перекрестные помехи, при которых сигнал, передающийся в одной цепи или канале, создает нежелательный эффект в другой цепи. Описываемый чип-поглотитель потенциально может предотвращать это. Встроенный поглотитель может использоваться и в панелях солнечных батарей, и в других энергетических устройствах. Особенно же они полезны для рециркуляции тепла после захода солнца.

А для военных особенно важно использовать эти чипы для технологии Stealth, в материалах, которые делают самолеты, корабли и другую технику невидимыми для радаров и гидролокаторов. Поскольку чипы позволяют поглощать излучение различных длин волн, то могут быть использованы в качестве материала покрытия для повышения скрытности.

<< Назад: FPGA Speedster22i от Achronix Semiconductor 26.02.2013

>> Вперед: 6 рукопожатий или 19 кликов 25.02.2013

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Древний лед Антарктики 01.01.2026

Изучение древних ледниковых слоев - один из самых надежных способов понять, как формировался климат Земли и как он может изменяться в будущем. Недавнее открытие международной группы исследователей в Антарктике дает уникальную возможность заглянуть на миллионы лет назад и получить ценную информацию о атмосфере нашей планеты. В районе Аллан-Хиллс ученые пробурили керны древнего льда и обнаружили слои, возраст которых оценивается примерно в 6 миллионов лет. Это старейший лед, когда-либо найденный на Земле и датированный напрямую, что делает находку беспрецедентной в истории климатологии. Особое значение имеют крошечные пузырьки воздуха, запечатленные в ледяных кристаллах. Они служат настоящими "капсулами времени", сохраняя состав атмосферы прошлого. Анализ этих пузырьков позволяет восстановить климатические условия древней Земли, когда средние температуры были выше современных, а уровень океанов значительно выше нынешнего. Древние ледяные керны можно рассматривать как подробные х ...>>

Нано-уровень управления светом 31.12.2025

Современная нанофотоника стремится превратить свет в инструмент точного управления на микроскопическом уровне. Недавние исследования международной команды ученых открывают новые возможности в этой области, позволяя манипулировать светоматериальными волнами на наноуровне с беспрецедентной точностью. Такие достижения могут стать ключом к созданию сверхбыстрых коммуникационных систем и высокочувствительных сенсоров. В центре внимания исследователей оказались гиперболические фонон-поляритоны - особый тип волн, возникающих при взаимодействии света с колебаниями вещества. Эти волны способны концентрировать свет в пространственных масштабах, значительно меньших длины его волны, что позволяет создавать устройства с высокой плотностью интеграции и повышенной функциональностью. Работа велась совместно учеными из Шанхайского транспортного университета, Национального центра нанонауки и технологий Китая, а также коллегами из Испании. Они предложили двухэтапную схему возбуждения волн: сначала ...>>

Случайная новость из Архива Космический туризм Virgin Galactic 29.06.2020 Американская компания Virgin Galactic, планирующая организовывать туристические полеты в космос, и агентство NASA заключили "Соглашение о космическом акте". Оно предусматривает коммерческие пилотируемые полеты на Международную космическую станцию ("МКС), что должно способствовать "развитию устойчивой экономики на низкой околоземной орбите". В соответствии с соглашением, Virgin Galactic разработает новую частную программу подготовки орбитальных астронавтов. Эта программа будет включать в себя выявление кандидатов, заинтересованных в покупке частного полета на МКС, обеспечение доставки на МКС, предоставление орбитальных и наземных ресурсов. Поддержка и координация использования ресурсов МКС будет важной точкой интеграции, необходимой для каждого полета частного астронавта. В Virgin Galactic надеются, "опираясь на коммерческий опыт космических полетов", предоставить "уникальный, персонализированный опыт работы с клиентами для космических полетов на орбиту". В рамках партнерства NASA сможет использовать коммерческий опыт и отраслевые знания Virgin Galactic. Virgin Galactic также предоставит комплексное управление программами и интегрированные пакеты обучения астронавтов для частных пассажиров, разработанные для удовлетворения потребностей в коммерческих космических полетах на орбите.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025