منو
 کاربر Online
438 کاربر online
 : فیزیک
برای پاسخ دادن به این ارسال باید از صفحه قبلی اقدام کنید.   کاربر offline دبیر گروه فیزیک 3 ستاره ها ارسال ها: 2228   در :  شنبه 29 فروردین 1394 [20:20 ]
  آینۀ تک بسامد
 

آینۀ تک بسامد

آينه‌هاي معمولي نور را در بازه‌ي وسيعي از فركانس‌ها بازتاب مي‌كند در حالي كه آينه‌اي با طراحي جديد قادر است يك تك بسامد یا فركانس را بازتابانده و به بقيه اجازه‌ي عبور بدهد. اين «شبه آينه»، كه چيدماني از قطعات فلزي شكل دار با اندازه‌هاي زير طول موج است كه درون يك محيط شفاف قرار گرفته‌اند، به علاوه مي‌تواند براي بازتاب نور در يك جهت خاص يا متمركز كردن مانند يك آينه‌ي محدب تنظيم شود. شبه آينه‌هاي تخت را مي‌توان جايگزين گيرنده‌هاي بشقابي شكل كرد يا از آن‌ها براي پوشش پنل‌هاي خورشيدي در ماهواره‌ها استفاده كرد تا به نور خورشيد اجازه عبور بدهد اما سيگنال‌هاي مخابراتي ماكروويو را بازتاب كند.

آينه‌ها اغلب تخت هستند يعني صفحاتي‌اند با پوشش فلزي كه همه‌ي امواج نوري رسيده را با زاويه‌اي كه برابر ولي در خلاف جهت زاويه‌ي فرودي است بازمي‌تابانند. اما پژوهشگران صفحات نازكِ پرداخته شده‌اي را توليد كرده‌اند كه وقتي روي يك آينه‌ي تختِ معمولي قرار بگيرد، عبور نور را مختل كرده و باعث مي‌شود كه در هر زاويه‌ي دلخواهي بازتاب شود. اين سطوح پرداخته شده، اغلب از شبه‌مواد ساخته شده‌اند- مواد مهندسي شده‌اي با ساختار پيچيده و در اندازه‌هايي كوچكتر از طول موج نور.

همه‌ي اين شبه‌سطح‌ها روي زيرلايه‌اي فلزي كه نقش بازتابنده دارد قرار گرفته‌اند . اخیرا پژوهشگران پي برده‌اند كه يك شبه‌سطح خودش به تنهايي مي‌تواند نور را بازتاب كند. دور انداختن بازتابنده‌هاي قديمي موجب مي‌شود كه شبه‌آينه نسبت به همه بسامدها به جز يك بازه‌ي بسامدی منتخب شفاف باشد.

اين محققان شبه‌سطح را براي امواج مايكرو طراحي كرده‌اند اما مي‌گويند كه همين مفهوم را مي‌توان به آينه‌ي نور مرئي هم اعمال كرد. اين شبه‌آينه‌ي نازك از قطعات فلزي با ابعاد ميليمتري كه در محيطي شفاف نسبت به امواج مايكرو قرار داده‌ شده‌اند ساخته شده است. اين قطعات كه تركيبي از سيم‌هاي مسي صاف و حلقوي‌اند، ميان‌ماده‌هاي امگا Omega inclusion ناميده مي‌شوند زيرا بسياري از آن‌ها شبيه به حرف يوناني امگا (Ω) هستند. وقتي يك موج مايكرو با فركانس تشديد (كه از اندازه‌ي ميان‌ماده‌ي امگا تعيين مي‌شود) به شبه‌آينه مي‌خورد، جريان‌هايي را در سيم‌ها و حلقه‌ها به وجود مي‌آورد و آن‌ها نيز امواج مايكرويي را با همان فركانس بازتابش يا پراكنده مي‌كنند. شكل ميان‌ماده بر فاز موج مايكروي پراكنده شده- يعني زمان قله‌ي موج آن نسبت به نور ورودي- اثر مي‌گذارد و اثر خالصِ تركيبِ صحيح از اشكال، تقويت يك جهت خاص براي امواج پراكنده شده است.



تصویر

شرح شکل: آينه‌ي چند منظوره. اين آينه‌ي شبه ماده‌اي، نور با فركانس تشديد را در زاويه‌اي كه با جايگذاري inclusion ‌هاي امگاي آنتن-مانند با طرح‌هاي مختلف تعيين مي‌شود، بازتاب مي‌كند. پرتوي آبي رنگ با زاويه‌ي قائمه به آينه مي‌خورد اما با زاويه‌ي 45 درجه برمي‌گردد. شبه‌آينه در مقابل پرتوي قرمز كه فركانس متفاوتي دارد شفاف است.


منبع
http://physics.aps.org/articles/v8/20
http://psi.ir/news2_fa.asp?id=1704

  امتیاز: 0.00