研究人员发现了一种产生旋转热辐射的新方法
2023-02-04 20:48:18
来源:互联网
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普渡大学的研究人员在热辐射领域取得了突破性的发现，发现了一种使用人工结构表面(称为超表面)以受控和有效方式产生旋转热辐射的新方法。
该团队由普渡大学埃尔莫尔电气和计算机工程副教授祖宾·雅各布(Zubin Jacob)领导，在《科学进展》杂志上发表了题为“观察对称性破碎超表面热辐射中非消失光学螺旋度”的研究结果。
热辐射源自材料的随机波动，传统上被认为是一种不相干的信号。大多数传统的热发射器在发射的热量中表现出弱到零的圆极化。令人惊讶的是，从许多天体到达地球的热辐射具有显着的圆极化。这种有趣的现象导致在一些凝聚恒星中发现了强磁场，解释了关于早期宇宙的谜团，甚至提供了生命可能的标志。
“旋转的热辐射在自然界中极为罕见，仅在一些凝聚恒星中发现，”雅各布说。“我们的工作提供了一种产生这种辐射的新方法，它有可能用于各种应用，包括热成像和通信。
研究人员发现，通过使用由一系列F形结构组成的超表面，他们能够在所有方向上产生主要是左旋圆偏振热辐射，从而首次产生非消失的光学螺旋度。
该团队通过他们的设计达到了光学螺旋度基本极限的39%，他们还表明发射热光子的特性可以通过超表面的对称性来定制，从而证明了对热辐射的各种特性的有效控制。
“这项研究可能对理解无处不在的热辐射现象和开发新技术具有重要意义，”雅各布说。潜在应用包括将超表面用作广角、窄带圆偏振中红外光源，用于光学气体传感和红外成像。此外，工程热发射的独特光谱、空间和自旋特性可用作室外环境中的被动红外信标，使其可用于遥感技术。
“我们对这一发现的潜力感到非常兴奋，”博士生Xueji Wang说。“它不仅加深了我们对热辐射的理解，而且还为各个领域的技术进步开辟了新的可能性。
