Les milieux à faible permittivité, c'est-à-dire les milieux epsilon proche de zéro (ENZ), ont attiré beaucoup d'attention dans les domaines de la physique, de la science des matériaux et de l'ingénierie. La longueur d'onde dans le milieu ENZ est en principe étirée à l'infini, ce qui induit une dynamique d'onde spatialement statique tout en oscillant temporellement.

Il y a longtemps eu une volonté d'atteindre la manipulation flexible des médias ENZ et de créer des applications du monde réel. Ces dernières années ont vu l'essor des métamatériaux, où les chercheurs utilisent des unités artificielles ou des résonateurs disposés périodiquement pour contrôler les paramètres constitutifs effectifs du milieu composite. Cependant, le comportement d'un support ENZ comprenant plusieurs résonateurs et la manière dont ces résonateurs interagissent à travers le fond ENZ restent un mystère.

Dans un article récemment publié dans Light :Science &Applications , une équipe de scientifiques, dirigée par le professeur Yue Li du Département de génie électronique de l'Université Tsinghua, en Chine, s'associant à l'Université publique de Navarre, en Espagne, et à l'Université de Pennsylvanie, aux États-Unis, a révélé un phénomène exotique dans les médias ENZ.

Ils ont démontré que plusieurs tiges diélectriques densément emballées, appelées dopants photoniques, peuvent offrir des modes résonnants sans interaction tout en étant toujours couplées à l'environnement extérieur. Le comportement de ces "résonateurs sans interaction" était contre-intuitif et contrastait avec celui des résonateurs micro-ondes et optiques conventionnels. La théorie et les expériences ont montré que le milieu ENZ comprenant plusieurs dopants diélectriques peut présenter une dispersion "en forme de peigne" de la fonction de perméabilité effective, et, remarquablement, chaque "tic" dans le peigne de fréquence pourrait être associé à un dopant spécifique et peut être modifiée indépendamment.

Les scientifiques ont proposé la technique du codage par dispersion pour les médias ENZ. En choisissant la présence ou l'absence de chaque dopant diélectrique, on peut contrôler indépendamment les réponses du milieu ENZ à une série de fréquences. Les scientifiques ont présenté deux applications intéressantes du codage par dispersion.

Le premier est le marquage optique où différentes combinaisons de dopants diélectriques peuvent représenter différentes séries d'informations, et le second est un filtre à profil en peigne reconfigurable numériquement. Les scientifiques résument les points clés de la technique de codage de dispersion pour les médias ENZ :

"(1) Comme différence importante par rapport aux métamatériaux périodiques, le paramètre effectif (perméabilité effective) du milieu ENZ dopé est entièrement déterminé par les caractéristiques des cellules unitaires, c'est-à-dire les dopants diélectriques, et non par leurs positions. (2 ) Les contributions des dopants diélectriques sans interaction à l'ensemble du milieu ENZ sont additives, ce qui simplifie considérablement la conception de matériaux composites artificiels."

"À l'avenir, la technique de codage par dispersion pourra être utilisée pour le traitement de signaux analogiques multifréquences en térahertz et même en régimes optiques. Étant donné que la forme des supports ENZ ainsi que la disposition spatiale des dopants diélectriques n'ont aucune influence sur l'effet de codage par dispersion, on est capable de réaliser des dispositifs ultra-compacts et hautement intégrés pour le traitement et le filtrage du signal haute fréquence », ont déclaré les scientifiques. + Explorer plus loin

Cape d'invisibilité avec cristaux photoniques