Профессор Бумки Мин из кафедры машиностроения Корейского передового института науки и технологий (KAIST) возглавил исследование, и ожидается, что эта технология приведет к разработке широкополосных оптических устройств, которые можно будет применять для широкополосной связи и отображения.Когда объект или его структура анализируется с использованием поляризованного света, такого как лазер, на результаты обычно влияет состояние поляризации света.
Поэтому в оптической лаборатории свет поляризуется различными методами.В таких случаях обычно используются волновые пластины или фотоактивные материалы. Однако производительность этих устройств в значительной степени зависит от длины волны, поэтому они не подходят для использования в качестве поляризатора, особенно в широкополосной связи.Было много попыток сделать искусственные материалы, обладающие высокой светочувствительностью, с использованием материалов, обладающих сильным резонансом.
Тем не менее, поскольку материалы имели неизбежную дисперсию резонансной частоты, они не подходили для работы в широкополосном диапазоне.Исследовательская группа профессора Мина организовала и соединила спиральные метаматериалы, размер которых меньше длины волны света. Они теоретически и экспериментально подтвердили, что поляризованный свет можно постоянно вращать независимо от длины волны с помощью сверхтонких материалов, толщина которых составляет менее одной десятой длины волны света.
Эксперимент, подтверждающий теорию, был проведен в микроволновом диапазоне.Было обнаружено, что широкополосные поляризованные вращающиеся трехмерные метаматериалы вращают поляризованное микроволновое излучение в диапазоне от 0,1 ГГц до 40 ГГц на 45 градусов независимо от его частоты. Такое свойство недисперсности довольно неестественно, потому что трудно найти материал, который не изменялся бы в широкой полосе.Наряду с этим, исследовательская группа материализовала широкополосное недисперсное поляризованное свойство вращения, сконструировав метаматериал таким образом, чтобы он обладал хиральностью, которая определяет число оборотов, пропорциональное длине волны.
Профессор Мин сказал: «Поскольку технология способна управлять ультратонкой поляризацией света в широкополосной связи, это приведет к созданию сверхмелких широкополосных оптических устройств».Это исследование, спонсируемое Министерством науки, ИКТ и планирования будущего и Национальным исследовательским фондом Кореи, проводилось докторантом Хён-Сон Пак под руководством профессора Мин.
Результаты исследования были опубликованы в выпуске журнала Nature Communications от 17 ноября.