美国杜克大学官网的报道称,杜克大学科研人员发现,其在2017年的论文中描述的一种完美的电磁波吸收器可以很容易地被调整成一类被称为“相干完全吸收器(以下简称:CPA)”的“逆激光器”。激光器将能量转换相干光,而CPA则反转了这一过程,能够吸收从两侧完全同步入射的两个相同电磁波的所有能量。杜克大学科研人员2017年合成出首个不含金属原子的、能够接近100%吸收电磁波的超材料,这种超材料表面具有类似于乐高积木的表面凹陷的氧化锆圆柱体。通过对圆柱体尺寸和间距的计算建模后,研究人员发现他们实际上创建了一类更基础的CPA。
现有文献中描述的CPA仅有一种模式:入射的电磁波要么完全对准、要么完全不同步。而杜克大学的CPA实际上具有两种重叠模式,可以同时吸收对准的和未对准的电磁波。研究人员可以通过改变超材料的参数,使两种模式不再重叠。典型的CPA只有一个调整参数即材料的厚度,而杜克大学的CPA有三个调整参数,分别为圆柱体半径、高度和周期数。研究人员在实验中通过将圆柱体高度从1.1毫米增加到1.4毫米,使CPA从吸收所有相位的电磁波切换为只吸收完全同步的电磁波。
上述发现使研究人员相信,有可能设计出一种能够在两种模式间动态切换的材料,或将用于未来超光谱成像和能量回收等新型应用。目前,该项研究已经得到美国能源部的支持。