Линзы из метаматериалов смогут искривлять луч на любой угол

Французские физики разработали схему работы устройств, искривляющих лучи света или звука на любой необходимый угол. Работа ученых опубликована в журнале New Journal of Physics.

Авторы решили использовать принципы, лежащие в основе создания устройств-"невидимок" для управления потоками света. "Плащи-невидимки" представляют собой многослойную оболочку, проходя через которую, световые (либо звуковые) волны искривляются таким образом, что невозможно определить наличие на их пути препятствия. Если внутри оболочки присутствует какой-либо объект, он будет скрыт устройством и не виден снаружи.

Авторы исследования изменили математический аппарат, разработанный для создания таких "плащей-невидимок", чтобы создать устройства, отклоняющие распространение света подобно линзам. Однако, в отличие от классических линз, данные устройства могли отклонять свет на любой заданный угол, вплоть до полного разворота - на 360 градусов. Кроме того, авторам удалось создать световые и звуковые "черные дыры", в которых происходило полное поглощение волн.

Устройства с такими экзотическими оптическими свойствами могут иметь множество применений, многие из которых сложно предугадать. Например, их можно применять для создания более эффективных оптических волокон, ведь при изгибе оптического волокна, близком к 90 градусам, сильно увеличивается процент потерь света, что негативно сказывается на качестве связи. Линзы, разворачивающие свет в оптических волокнах, могли бы улучшить передачу сигнала.

Работа над устройствами-невидимками стала возможной благодаря изобретению метаматериалов, необычные свойства которых (например, отрицательный коэффициент преломления) зависят не столько от состава, сколько от их внутренней структуры. Ранее ученые уже предлагали использовать метаматериалы для создания "черной дыры" микроволнового излучения.