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소음진동 = Journal of KSNVE, v.24 no.5, 2014년, pp.20 - 26
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| 핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
|---|---|---|
| 메타물질이란 무엇인가? | 최근 2000년대에 이르러 메타물질이 알려지면서 새로운 연구들이 진행되었다. 메타물질은 입사되는 파동이 파장보다 훨씬 작은 주기를 가지는 구조체의 집합을 하나의 연속체로 인식하는 원리를 바탕으로 빛의 파장보다 작은 구조들을 원자들의 배열처럼 주기적으로 조합하여 빛이 개별적인 구조들의 집합을 하나의 물질로 인식하도록 만드는 기술이다. 이러한 방법을 통해 얻어진 메타물질의 성질은 기존에 자연계에서 볼 수 없었던 새로운 현상을 가능하게 만든다. | |
| 투명망토 설계이론 중 준등각사상은 어떤 역할을 하는가? | 이러한 단점들을 극복하고 실제로 구현하기 쉬운 투명망토 설계이론이 등장하였다(3). 준등각사상(quasi-conformal mapping)을 이용하여 설계한 카펫형 투명망토는 초기 투명망토처럼 물체주위를 둘러싸는 것이 아니라 바닥에 있는 물체를 덮어서 바닥과 구분이 가지 않게 하는 방법으로 투명망토의 역할을 하는 방식이다. 초기 투명망토는 면적을 한 점으로 압축하는 좌표변환을 이용하기 때문에 특이점이 생기면서 매우 까다로운 물성을 요구하였다. | |
| 변환광학은 투명망토를 위해 어떻게 설계되는가? | 2006년에 영국 임페리얼 칼리지의 펜드리 교수와 미국 듀크대학교의 스미스 교수는 최초의 투명망토에 대한 이론을 발표하고 이를 마이크로 웨이브 영역에서 작동하는 메타물질을 통하여 실험적으로 증명하는데 성공하였다(1,2). 메타물질 투명망토를 설계하기 위하여 사용된 변환광학(transformation optics)은 좌표변환 시에도 맥스웰 방정식이 변하지 않고 적용된다는 기본 원리에 기반하여 빛이 지나가는 공간을 일그러뜨려서 빛이 장애물 주변을 타고 흐르는 것처럼 진행하도록 물성의 분포를 설계한다. 공간의 변환에 따른 메트릭스의 변환을 통하여 실제 공간이 변화하는 것이 아니라 장애물이 있는 공간주변의 전자기적 성질인 유전율(permittivity)과 투자율(permeability)을 좌표변환에 따라 변화시키는 것이다. |
Pendry, J. B., Schurig, D. and Smith, D. R., 2006, Controlling Electromagnetic Fields, Science, Vol. 312, pp. 1780-1782.
Schurig, D., Mock, J. J., Justice, B. J., Cummer, S. A., Pendry, J. B., Starr, A. F. and Smith, D. R., 2006, Metamaterial Electromagnetic Cloak at Microwave Frequencies, Science, Vol. 314, pp. 977-980.
Li, J. and Pendry, J. B., 2008, Hiding under the Carpet: A New Strategy for Cloaking, Phys. Rev. Lett., Vol. 101, 203901.
Shin, D., Urzhumov, Y., Jung, Y., Kang, G., Baek, S., Choi, M., Park, H., Kim, K. and Smith, D. R., 2012, Broadband Electromagnetic Cloaking with Smart Metamaterials, Nat. Commun, Vol. 3, 1213.
Chang, Z., Zhou, X., Hu, J. and Hu, G., 2010, Design Method for Quasi-isotropic Transformation Materials based on Inverse Laplace's Equation with Sliding Boundaries. Opt. Exp., Vol. 18, pp. 6089-6096.
Shin, D., Urzhumov, Y., Lim, D., Kim, K. and Smith, D. R., 2014, A Versatile Smart Transformation Optics Device with Auxetic Elasto-electromagnetic Metamaterials, Sci. Rep.,Vol. 4, 4084.
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