InvisibilitéL'invisibilité est l'état d'un objet ou d'un organisme vivant qui ne peut être vu, on dit alors qu'il est invisible. Le terme est utilisé dans de nombreux films et romans de fantasy ou de science-fiction, où les objets sont rendus invisibles par les pouvoirs de la magie ou de la technologie. Cependant, on peut aussi voir ses effets dans le monde réel, dans certains domaines de la physique.
SuperlentilleUne superlentille est une lentille optique élaborée avec des métamatériaux et permettant de distinguer des détails jusqu'à vingt fois inférieurs à la longueur d'onde d'utilisation. Une lentille classique est dite « limitée par la diffraction », c'est-à-dire que l'image la plus petite que l'on pourra obtenir sera toujours une tache d'Airy et donc possède un diamètre dépendant du diamètre de la lentille et de la longueur d'onde d'utilisation, limitant l'utilisation de lentilles classiques en verre optique à l'observation d'objet de quelques centaines de nanomètres.
Cristal photoniqueLes cristaux photoniques sont des structures périodiques de matériaux diélectriques, semi-conducteurs ou métallo-diélectriques modifiant la propagation des ondes électromagnétiques de la même manière qu'un potentiel périodique dans un cristal semi-conducteur affecte le déplacement des électrons en créant des bandes d'énergie autorisées et interdites. Les longueurs d'onde pouvant se propager dans le cristal se nomment des modes dont la représentation énergie-vecteur d'onde forme des bandes.
Negative-index metamaterialNegative-index metamaterial or negative-index material (NIM) is a metamaterial whose refractive index for an electromagnetic wave has a negative value over some frequency range. NIMs are constructed of periodic basic parts called unit cells, which are usually significantly smaller than the wavelength of the externally applied electromagnetic radiation. The unit cells of the first experimentally investigated NIMs were constructed from circuit board material, or in other words, wires and dielectrics.
Théorie de MieEn optique ondulatoire, la théorie de Mie, ou solution de Mie, est une solution particulière des équations de Maxwell décrivant la diffusion élastique – c'est-à-dire sans changement de longueur d'onde – d'une onde électromagnétique plane par une particule sphérique caractérisée par son diamètre et son indice de réfraction complexe. Elle tire son nom du physicien allemand Gustav Mie, qui la décrivit en détail en 1908. Le travail de son prédécesseur Ludvig Lorenz est aujourd'hui reconnu comme « empiriquement équivalent » et l'on parle parfois de la théorie de Lorenz-Mie.
Photonic metamaterialA photonic metamaterial (PM), also known as an optical metamaterial, is a type of electromagnetic metamaterial, that interacts with light, covering terahertz (THz), infrared (IR) or visible wavelengths. The materials employ a periodic, cellular structure. The subwavelength periodicity distinguishes photonic metamaterials from photonic band gap or photonic crystal structures. The cells are on a scale that is magnitudes larger than the atom, yet much smaller than the radiated wavelength, are on the order of nanometers.
Tunable metamaterialA tunable metamaterial is a metamaterial with a variable response to an incident electromagnetic wave. This includes remotely controlling how an incident electromagnetic wave (EM wave) interacts with a metamaterial. This translates into the capability to determine whether the EM wave is transmitted, reflected, or absorbed. In general, the lattice structure of the tunable metamaterial is adjustable in real time, making it possible to reconfigure a metamaterial device during operation.
Metamaterial cloakingMetamaterial cloaking is the usage of metamaterials in an invisibility cloak. This is accomplished by manipulating the paths traversed by light through a novel optical material. Metamaterials direct and control the propagation and transmission of specified parts of the light spectrum and demonstrate the potential to render an object seemingly invisible. Metamaterial cloaking, based on transformation optics, describes the process of shielding something from view by controlling electromagnetic radiation.
Photoniquevignette|Image de la lumière d'un laser ultra large-bande émergeant d'une fibre monomode de cristal photonique dont on voit la sortie à droite (point blanc).|alt=Sur fond noir une grande tache en forme d'étoile irisée à gauche et un petit point blanc à droite. La photonique est la branche de la physique concernant l'étude et la fabrication de composants permettant la génération, la transmission, le traitement (modulation, amplification) ou la conversion de signaux optiques.
Métamatériaux acoustiquesLes métamatériaux acoustiques sont des matériaux artificiels développés pour contrôler et manipuler les ondes acoustiques pouvant se propager dans des gaz, des liquides ou des solides. Initialement, ce domaine d'étude provient de la recherche de matériaux à indice de réfraction négatifs. Le contrôle des différentes formes d'ondes acoustiques ainsi générées est principalement réalisé grâce au contrôle du module d'élasticité β, de la densité ρ, ou de la .
Transformation opticsTransformation optics is a branch of optics which applies metamaterials to produce spatial variations, derived from coordinate transformations, which can direct chosen bandwidths of electromagnetic radiation. This can allow for the construction of new composite artificial devices, which probably could not exist without metamaterials and coordinate transformation. Computing power that became available in the late 1990s enables prescribed quantitative values for the permittivity and permeability, the constitutive parameters, which produce localized spatial variations.
Seismic metamaterialA seismic metamaterial, is a metamaterial that is designed to counteract the adverse effects of seismic waves on artificial structures, which exist on or near the surface of the earth. Current designs of seismic metamaterials utilize configurations of boreholes, trees or proposed underground resonators to act as a large scale material. Experiments have observed both reflections and bandgap attenuation from artificially induced seismic waves.
Transparence (physique)La transparence désigne la capacité d'un matériau à ne pas interagir avec une onde. Dans le cas de l'optique, un matériau transparent a pour propriété de ne pas absorber la lumière. Cette propriété du matériau dépend cependant de la longueur d'onde. Translucidité L'appellation translucide est spécifiquement employée pour les ondes lumineuses du domaine visible. Les matériaux translucides ont la propriété de diffuser la lumière lors de sa transmission, ce qui rend l'observation au travers difficile ou impossible.
History of metamaterialsThe history of metamaterials begins with artificial dielectrics in microwave engineering as it developed just after World War II. Yet, there are seminal explorations of artificial materials for manipulating electromagnetic waves at the end of the 19th century. Hence, the history of metamaterials is essentially a history of developing certain types of manufactured materials, which interact at radio frequency, microwave, and later optical frequencies.
Plasmonic metamaterialA plasmonic metamaterial is a metamaterial that uses surface plasmons to achieve optical properties not seen in nature. Plasmons are produced from the interaction of light with metal-dielectric materials. Under specific conditions, the incident light couples with the surface plasmons to create self-sustaining, propagating electromagnetic waves known as surface plasmon polaritons (SPPs). Once launched, the SPPs ripple along the metal-dielectric interface. Compared with the incident light, the SPPs can be much shorter in wavelength.
Réseau de diffractionUn réseau de diffraction est un dispositif optique composé d'une série de fentes parallèles (réseau en transmission), ou de rayures réfléchissantes (réseau en réflexion). Ces traits sont espacés de manière régulière, et l'espacement est appelé le « pas » du réseau. Si la distance entre plusieurs traits est de l'ordre de grandeur de la longueur de cohérence spatiale de la lumière incidente, le réseau permet d'obtenir des figures de diffraction particulières influencées par la répétition.
Metamaterial absorberA metamaterial absorber is a type of metamaterial intended to efficiently absorb electromagnetic radiation such as light. Furthermore, metamaterials are an advance in materials science. Hence, those metamaterials that are designed to be absorbers offer benefits over conventional absorbers such as further miniaturization, wider adaptability, and increased effectiveness. Intended applications for the metamaterial absorber include emitters, photodetectors, sensors, spatial light modulators, infrared camouflage, wireless communication, and use in solar photovoltaics and thermophotovoltaics.
Metamaterial antennaMetamaterial antennas are a class of antennas which use metamaterials to increase performance of miniaturized (electrically small) antenna systems. Their purpose, as with any electromagnetic antenna, is to launch energy into free space. However, this class of antenna incorporates metamaterials, which are materials engineered with novel, often microscopic, structures to produce unusual physical properties. Antenna designs incorporating metamaterials can step-up the antenna's radiated power.
Effet FaradayEn physique, l'effet Faraday décrit l'interaction entre la lumière et un champ magnétique dans un matériau : la polarisation de la lumière effectue une rotation proportionnelle à la composante du champ magnétique sur la direction de propagation de la lumière. L'effet Faraday est un effet magnéto-optique découvert par Michael Faraday en 1845. Il apparaît dans la plupart des matériaux diélectriques transparents lorsqu'ils sont soumis à des champs magnétiques.
Metamaterials (journal)Metamaterials was a peer-reviewed scientific journal that was established in March 2007. It was published by Elsevier in association with the Metamorphose Network of Excellence. The coordinating editor was Mikhail Lapine. The journal was published quarterly, with occasional special issues. It covered research concerning metamaterials, such as artificial electromagnetic materials, which includes various types of composite periodic structures and frequency selective surfaces in the microwave and optical range.
