麻省理工学院的研究人员已经实现了一种全新的滤光方法,这种方法一直在寻找,但直到现在仍然难以捉摸。
首次有可能根据光的传播方向选择性过滤光,换句话说,可以根据光的来源对其进行过滤。
在该角度选择样品的照片(矩形区域)中,白光束像样品是透明玻璃一样穿过。以不同角度入射的红光束被反射掉,就像样品是镜子一样。其他线是光束的反射。(此设置浸入充满光散射粒子的液体中以使射线可见)。图片来源:徐卫顺张裕豪
麻省理工学院的新系统“允许任何颜色的光只有在从一个特定角度入射时才可以通过。该技术反射了来自其他方向的所有光线。”这一技术突破应该会导致太阳能光伏,望远镜,显微镜和许多其他消费产品的进步。
物理学教授马林·索利亚奇(MarinSoljačić)表示:“我们为此感到兴奋,因为它是我们控制光的能力的非常基本的组成部分。”
新系统依赖于一种结构,该结构由一叠超薄层组成,该叠层由两种交替的材料组成,其中每层的厚度都控制在精确的程度。
“当您拥有两种材料时,通常在它们之间的界面处会产生一些反射,”Soljačić解释说。但是在这些界面上,“存在一个神奇的角度,称为布鲁斯特角,当您以该角度恰好进入并且具有适当的极化时,根本就没有反射。”
麻省理工学院增加了更多:
尽管在每个界面处反射的光量很小,但通过组合具有相同属性的许多层,大部分光可以被反射掉-除了以精确的直角和偏振光入射。
麻省理工学院的研究生Yichen Shen说,使用一叠约80层厚度精确的交替层,“我们能够在整个可见频率范围内(很宽的颜色范围内)以大多数角度反射光。”
以前,研究人员已经演示了允许选择性反射光的方法,但是这些方法在颜色方面都非常有限。新方法大不相同-广度将允许大量应用。
沉解释:“这可能在能源领域,尤其是在太阳能热光伏领域有巨大的应用-通过利用太阳能来加热一种材料,从而再辐射出特定颜色的光,从而利用太阳能。然后可以使用调整为最大程度利用该颜色的光的光伏电池来利用该光发射。但是对于这种方法,必须限制因反射而损失的热量和光以及重新发射,因此选择性控制这些反射的能力可以提高效率。”
在显微镜和望远镜技术领域中,其他潜在的应用也是可能的。例如,“通过使用仅从特定角度接收光的系统,这样的设备可以提高检测微弱目标的能力。”
另一个有趣的可能性是作为改善电话,平板电脑,计算机等上的显示屏幕隐私的一种方法-应用此系统,可以制造出产品,使得只有设备正前方的人才能看到任何东西。
新的发现在本周发表在《科学》杂志上的一篇论文中有详细介绍。
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