Разработана концепция волнового диода

Двое итальянских физиков совершили теоретический расчёт и узнали, как возможно добиться того, дабы волны «предпочитали» какое-то одно направление распространения в материале.

Как мы знаем, что создать некое выделенное направление прохождения волн — световых либо звуковых — в простой линейной среде не окажется. Ранее учёные, проектировавшие «световые диоды», обходили это ограничение посредством фотонных кристаллов, структура которых характеризуется периодическим трансформацией показателя преломления. Схема диода на базе кристаллов вправду трудится, но имеет один недостаток, избавиться от которого нереально: искомый эффект проявляется при волны с частотой, вдвое превышающей исходную.

Модель, предложенная итальянскими исследователями, лишена указанного недочёта, а её главным элементом помогают нелинейные материалы. Теоретическое описание её работы было выстроено посредством дискретного нелинейного уравнения Шрёдингера. Авторы разглядывали одно измерение и волну, проходящую через совокупность узких линейных слоёв (скажем, через простое стекло), в центре которой находятся два нелинейных слоя, пара отличающихся приятель от приятеля.

Волны преодолевают барьер с мельчайшими утратами, в случае если их частота сходится с некоторым резонансным значением, характерным для вещества барьера. При нелинейных материалов нужно учитывать ещё и амплитуду, не забывая о том, что модельная совокупность намерено сделана асимметричной.

Как продемонстрировали вычисления, кое-какие сочетания частоты и амплитуды выясняются удачны для распространения лишь в одном из двух противоположных направлений; такие свойства, разумеется, и должен иметь волновой диод. Подобные результаты возможно взять при расчёте более сложной совокупности с увеличенным числом нелинейных слоёв.

Разработана концепция волнового диода

Рис. 1. Результаты моделирования: световые волны, приходящие слева, фактически вольно проходят дальше, а свет, падающий справа, отражается. (Иллюстрация из издания Physical Review Letters).

Согласно точки зрения не принимавшего участия в работе сотрудника Массачусетского университета Панайотиса Кеврекидиса (Panayotis Kevrekidis), первые экспериментальные образцы «световых диодов» покажутся достаточно не так долго осталось ждать.

«В некоторых лабораториях уже смонтированы установки, каковые возможно настроить соответствующим образом и зарегистрировать данный эффект», — говорит учёный.

Полная версия отчёта размещена в статье:

Stefano Lepri and Giulio Casati Asymmetric Wave Propagation in Nonlinear Systems. – Physical Review Letters. – 106, 164101 (2011) [4 pages].

BMW рождение шедевра — идея и концепция


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: