研究人员解释说,光在介质中传播的方式取决于介质材料的介电常数,即它对光波电场的阻抗。近零材料(ENZ,介电常数接近零的材料)具有独特的性质,光在其中传播时,几乎没有相位超前。虽然目前已有微波和远红外波谱的人造材料,但可见光范围的块状三维ENZ材料还很难得到。
为制造这种材料,研究小组用精密排列的堆积银和氮化硅纳米薄层,使通过其中的光能“感觉”到这两种材料的光学性质。他们利用聚焦离子束铣削技术对材料结构实现了纳米尺度的控制。因为银的介电常数可以忽略,而氮化硅的介电常数为正,二者结合介电常数在实际效果上就等于零,对光而言所受阻抗看起来也是零,能以无限的相位速度传播,光的波长也近乎无限。
经专门建造的干涉仪显示,光在这种材料中传播时,相对于几乎无限的波长而言,其相位确实没有明显变化。通过改变材料的几何形状,还可调整适用于整个可见光谱的范围。研究人员指出,这种新材料有望在新型微波/纳米光学元件领域大显身手,如透射增强、波阵面造型、控制自发射和超辐射等方面。
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