Ciò che entra non è ciò che esce con un riflettore di metasuperficie modulato spazio-temporalmente. Credito:Los Alamos National Laboratory
I ricercatori del Los Alamos National Laboratory stanno reinventando lo specchio, almeno per le microonde, potenzialmente sostituendo i familiari piatti 3-D e le trombe a microonde che vediamo sui tetti e sulle torri cellulari con pannelli piatti compatti, versatile, e meglio adattati alle moderne tecnologie di comunicazione.
"I nostri nuovi riflettori offrono leggerezza, alternative a basso profilo alle antenne convenzionali. Questo è un potenziale vantaggio per i satelliti, dove ridurre al minimo peso e dimensioni è fondamentale, " disse Abu Azad, del gruppo MPA-CINT presso il Los Alamos National Laboratory. "I pannelli potrebbero essere facilmente incorporati anche su superfici di edifici o veicoli terrestri".
La maggior parte dei riflettori sono reciproci:nel caso di uno specchio da bagno, Per esempio, se riesci a vedere qualcuno riflesso in esso, possono vederti anche loro. Il nuovo design del riflettore rompe la reciprocità, trasformandolo efficacemente in uno specchio unidirezionale.
Il riflettore piatto può essere controllato elettronicamente, il che significa che le sue caratteristiche possono essere riconfigurate al volo. Questo apre la finestra per lo sterzo del raggio, messa a fuoco personalizzata, e altre funzioni che sono difficili da ottenere con i progetti di antenne convenzionali. Le versioni miniaturizzate potrebbero migliorare i circuiti basati su chip assicurando che i segnali vadano solo ai componenti previsti e non portino a segnali involontari in altre parti del circuito, un problema di cui spesso i progettisti di chip devono preoccuparsi.
I riflettori sono composti da una serie di componenti elettronici finemente strutturati su una superficie planare. L'applicazione di segnali ai componenti consente al riflettore 2-D di funzionare in modo molto simile a un'antenna 3-D, e in alcuni casi fanno cose che nessuna antenna convenzionale potrebbe fare. Questo tipo di dispositivo è noto come "metasuperficie" perché le sue caratteristiche possono essere modificate elettronicamente per agire in modi diversi senza modificare la forma fisica della superficie.
Applicando segnali elettrici ai componenti del riflettore, i ricercatori sono riusciti a modulare la metasuperficie per controllare la direzione e la frequenza della luce riflessa. La risposta non reciproca del riflettore può aiutare a prevenire che le antenne raccolgano echi dalle loro trasmissioni in uscita e proteggere i delicati circuiti da potenti, segnali in ingresso potenzialmente dannosi.
"Abbiamo dimostrato la prima metasuperficie dinamica in grado di raggiungere un'estrema non reciprocità convertendo le microonde in plasmoni, che sono onde di carica elettrica sulla superficie del riflettore, " ha detto Diego Dalvit, del gruppo T-4 a Los Alamos. "Questa è la chiave per controllare il modo in cui funzionano i riflettori".
La nuova piattaforma di riflettori Los Alamos apre interessanti opportunità in varie applicazioni, compresa l'ottica adattiva che può spiegare le distorsioni che interrompono i segnali, trasmissione senza fili unidirezionale, e nuovi progetti di antenne.
