Onderzoekers van het Los Alamos National Laboratory vinden de spiegel opnieuw uit, in ieder geval voor magnetrons, mogelijk de bekende 3D-schotels en microgolfhoorns die we op daken en zendmasten zien, vervangen door platte panelen die compact zijn, veelzijdig, en beter aangepast voor moderne communicatietechnologieën.

"Onze nieuwe reflectoren bieden lichtgewicht, low-profile alternatieven voor conventionele antennes. Dit is een potentiële zegen voor satellieten, waar het minimaliseren van gewicht en grootte cruciaal is, " zei Abul Azad, van de MPA-CINT-groep in het Los Alamos National Laboratory. "De panelen kunnen ook gemakkelijk op oppervlakken van gebouwen of terrestrische voertuigen worden verwerkt."

De meeste reflectoren zijn wederkerig:in het geval van een badkamerspiegel, bijvoorbeeld, als je iemand erin ziet weerspiegeld, ze kunnen jou ook zien. Het nieuwe reflectorontwerp doorbreekt de wederkerigheid, effectief veranderen in een eenrichtingsspiegel.

De flat-panel reflector kan elektronisch worden aangestuurd, wat betekent dat de kenmerken direct opnieuw kunnen worden geconfigureerd. Dit opent het venster voor straalsturing, aangepaste scherpstelling, en andere functies die moeilijk te bereiken zijn met conventionele antenne-ontwerpen. Geminiaturiseerde versies kunnen op chips gebaseerde circuits verbeteren door ervoor te zorgen dat signalen alleen naar de beoogde componenten gaan en niet leiden tot onbedoelde signalen in andere delen van het circuit, een probleem waar chipontwerpers vaak mee te maken hebben.

De reflectoren zijn samengesteld uit een reeks fijn gestructureerde elektronische componenten op een vlak oppervlak. Door signalen op de componenten toe te passen, kan de 2D-reflector net zo werken als een 3D-antenne, en in sommige gevallen dingen die geen conventionele antenne zou kunnen doen. Dit soort apparaat staat bekend als een "meta-oppervlak" omdat de kenmerken ervan elektronisch kunnen worden gewijzigd om op verschillende manieren te werken zonder de fysieke vorm van het oppervlak te wijzigen.

Door elektrische signalen toe te passen op de reflectorcomponenten, de onderzoekers slaagden erin het meta-oppervlak te moduleren om de richting en frequentie van gereflecteerd licht te regelen. De niet-wederkerige respons van de reflector kan helpen voorkomen dat antennes echo's van hun uitgaande uitzendingen opvangen en gevoelige circuits beschermen tegen krachtige, mogelijk schadelijke binnenkomende signalen.

"We hebben het eerste dynamische meta-oppervlak aangetoond dat in staat is extreme niet-wederkerigheid te bereiken door microgolven om te zetten in plasmonen, die elektrische ladingsgolven zijn op het oppervlak van de reflector, " zei Diego Dalvit, van de T-4-groep in Los Alamos. "Dit is de sleutel tot het regelen van de manier waarop de reflectoren werken."

Het nieuwe Los Alamos-reflectorplatform biedt spannende mogelijkheden in verschillende toepassingen, inclusief adaptieve optica die verantwoordelijk is voor vervormingen die signalen verstoren, eenrichtings draadloze transmissie, en nieuwe antenne-ontwerpen.