航空航天測(cè)距新方法:通信芯片+兩層超材料

巫盼 8年前 (2017-07-14)

CIT的研究團(tuán)隊(duì)利用計(jì)算機(jī)芯片制造工藝制作出一種新型反光材料,且可嵌入到芯片中。

在航空航天領(lǐng)域,后向反射器是測(cè)距的必備器件,通常,后向反射器由表面涂有反射涂料的微小玻璃球體或類似立方體內(nèi)角的小型反射鏡組成。7月14日,加州理工大學(xué)(CIT)的一個(gè)工程師團(tuán)隊(duì)宣布,他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如何使用電腦芯片制作工藝來制造反光材料,并且利用該新型材料可以很容易就制造出后向反射器。

在Andrei Faraon實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)建的反光鏡反射光

據(jù)了解,加州理工大學(xué)(CIT)工程與應(yīng)用科學(xué)部助理教授Andrei Faraon領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)團(tuán)隊(duì)開發(fā)了這項(xiàng)新技術(shù),他們使用數(shù)百萬個(gè)硅柱構(gòu)成的超材料覆蓋表面,其中每個(gè)硅柱只有幾個(gè)百納米高。

Faraon表示,他們可以通過調(diào)整支柱的尺寸和它們彼此之間的間距來控制表面如何反射、折射或透射光線。傳統(tǒng)的反射材料無法反射來自直線以外的任何角度,而與傳統(tǒng)的反光材料不同,這種物質(zhì)可以從各種各樣的角度直接反射光源。

圖中從左到右依次為鏡子,后向反射器,單層超材料,雙層超材料(新型后向反射器)

實(shí)際應(yīng)用中,該材料可以應(yīng)用到制造聚焦光的平面透鏡等地方。值得注意的是,研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)將兩層該種材料疊在一起就可以構(gòu)成一個(gè)后向反射器。對(duì)此,F(xiàn)araon解釋道:“通過將多個(gè)表面疊加,可以控制光的流動(dòng),后向反射器的功能是無法通過單個(gè)表面實(shí)現(xiàn)的。”

具體來看,在這種后向反射器中,光首先通過一種透明的超材料層,隨后透過微小的硅柱聚焦在反射材料層上的單個(gè)點(diǎn)上,然后,反射層將光反射回透明層,透明層再將光傳輸回光源處。

由于該材料是使用計(jì)算機(jī)芯片制造技術(shù)來制作的,所以將它們集成到光電子器件的芯片中是很容易的。未來,可將其應(yīng)用到遠(yuǎn)程傳感器、無人機(jī)、衛(wèi)星等通信設(shè)備中。

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