康奈爾大學的研究人員提出了一種實時調(diào)節(jié)超材料吸收和折射率的新方法，他們的發(fā)現(xiàn)為在時間和空間上控制波的傳播和散射提供了有趣的新機會，并將其應用于物理和工程的各個領域。

這項研究發(fā)表在《Optica》雜志上（“Spectral causality and the scattering of waves”）由博士生 Zeki Hayran 和 Aobo Chen，MS '19 以及他們的顧問，電氣和電子學院助理教授 Francesco Monticone 共同撰寫。

理論工作旨在擴展超材料吸收或折射電磁波的能力。以前的研究僅限于改變吸收或折射，但 Monticone 研究小組現(xiàn)在表明，如果實時調(diào)節(jié)這兩種質(zhì)量，可以大大提高超材料的有效性。

這些時間調(diào)制的超材料，有時被稱為“計時超材料”，可能會帶來未開發(fā)的機會，并推動電磁學和光子學的技術(shù)進步。

Monticone 說，如果你及時調(diào)制這兩種特性，你就能比在靜態(tài)結(jié)構(gòu)中更有效地吸收電磁波，或者在你調(diào)制這兩個度數(shù)之一的結(jié)構(gòu)中個人自由。我們將這兩個方面結(jié)合在一起，創(chuàng)建了一個更有效的系統(tǒng)。

這些發(fā)現(xiàn)可能會導致開發(fā)出新的超材料，其波吸收和散射特性遠遠優(yōu)于目前可用的材料。例如，寬帶吸收器必須比某個值厚才能有效，但材料厚度會限制設計的應用。

為了減少這種吸收器的厚度并增加其帶寬，你必須克服傳統(tǒng)材料的局限性，海蘭說，繞過這些限制的一種方法是對結(jié)構(gòu)進行時間調(diào)制。

Monticone 小組的目標是開辟新的研究領域，以產(chǎn)生越來越有效的實際應用。

我們正在努力做的不是對技術(shù)進行漸進式改變，Monticone 說，我們想要顛覆性的改變。這才是我們真正的動力。那么我們?nèi)绾尾拍軐�技術(shù)進行顯著改進，而不僅僅是漸進式改進呢？要做到這一點，很多時候，你必須回到基本面。

新研究通過使用另一個自由度（即時間調(diào)制）來突破電磁波吸收的極限，這在該領域通常不會進行，但現(xiàn)在受到越來越多的研究關注。

有了新的理論基礎，通過實驗實施這種時間調(diào)制是進一步研究的挑戰(zhàn)。物理實驗首先需要設計一種機制來控制材料的吸收和折射質(zhì)量隨時間的調(diào)制，這可能包括激光束或微波組件。

這些想法對多種應用有直接影響，例如寬帶雷達吸收和時間隱形和隱形。應用還可以擴展到波物理學的其他領域，例如聲學和彈性動力學。

我們的發(fā)現(xiàn)以及該領域其他研究人員的令人興奮的結(jié)果，突出了時變超材料為經(jīng)典和量子電磁學和光子學提供的許多機會，Monticone 說。

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