«Представьте себе водопроводный кран в вашем доме, который является незаменимым повседневным устройством», — сказал Дуглас Х. Вернер, Джон Л. и Женевьева Х. Маккейн, профессор электротехники. «Без труб, по которым вода идет от источника до крана, устройство бесполезно. То же самое и с волноводами.’Они передают электромагнитные или оптические сигналы от источника к устройству — антенне или другому устройству микроволнового, миллиметрового или терагерцового диапазона. Волноводы являются важным компонентом любой электромагнитной или оптической системы, но их часто упускают из виду, поскольку основное внимание уделяется самим устройствам, а не волноводам."
По словам Чжи Хао Цзян, бывшего научного сотрудника Университета Пенсильвании, а теперь профессора Юго-Восточного университета, Нанкин, Китай, метаповерхностные покрытия позволяют исследователям уменьшать диаметр волноводов и контролировать волноводные характеристики с беспрецедентной гибкостью.
Исследователи разработали настолько тонкий, что почти двумерный материал с характеристиками, которые влияют на свойства волновода и улучшают их.
Они разработали и протестировали два конформных покрытия: одно для направления сигнала, а другое для маскировки волновода. Они создали покрытия, тщательно разработав узор на поверхности, чтобы обеспечить новые и преобразующие функциональные возможности волноводов. Покрытия наносятся на стержневой тефлоновый волновод с направляющим слоем, касающимся тефлона, и маскирующим слоем с внешней стороны.
Это квазидвумерное конформное покрытие, сконфигурированное как маскирующий материал, может решить проблему перекрестных помех и засорения. Диэлектрические волноводы обычно используются не поодиночке, а в связках. К сожалению, обычные волноводы протекают, что позволяет сигналу из одного волновода мешать сигналам, расположенным поблизости.
Исследователи также отмечают в сегодняшнем (авг.
25) издание Nature Communications о том, что «эффективность искусственного покрытия может быть хорошо сохранена для изгибов волновода путем надлежащего согласования дисперсионных свойств элементарных ячеек метаповерхности.«Хотя покрытие можно наносить на изгиб волновода, волновод нельзя изгибать после нанесения покрытия.
Улучшение свойств волновода для тщательного контроля поляризации и других атрибутов позволяет уменьшить размеры волноводов, а уменьшение перекрестных помех позволяет более тесно связать эти меньшие волноводы.
Более компактные волноводы меньшего размера могут привести к повышенной миниатюризации.
«С точки зрения приложений, они будут включать системы миллиметрового / терагерцового / инфракрасного диапазона для зондирования, связи и визуализации, которые должны управлять поляризацией, пропускать сигналы через волноводы с меньшим поперечным сечением и / или требовать плотного развертывания взаимосвязанных компонентов, "сказал Цзян.