Research Abstract
動的な人工結晶による全線形時間反転
本論文では、全線形時間反転を実験的に実現したことを報告する。
All-linear time reversal by a dynamic artificial crystal
2010年12月14日 Nature Communications 1 : 141 doi: 10.1038/ncomms1142
パルス信号や伝播する波束の時間反転は、科学技術的に極めて重要であると古くから認識されている。これまで、実験的に検証された時間反転機構のすべては、 4波混合などの非線形現象に依存してきた。本論文では、全線形時間反転を実験的に実現したことを報告する。我々が提案する時間反転機構は、人工結晶構造体 の動的制御に基づいており、動的なマグノニック結晶を用いたスピン波系で実証されている。この結晶は、結晶内部に伝播する波束が存在する間、均一な状態か ら空間周期aでその特性が変化する状態に切り替わる。その結果、波動ベクトルk ≈ π/aとk’ = k −2π/a ≈ − π/aの波動成分の間に線形結合が生じ、スペクトルが逆転して、時間反転した波束が形成される。この反転機構は普遍的なので、どのような物理的性質の人工結晶系にも適用できる。
- カイゼルスラウテルン工科大学（独）
The time reversal of pulsed signals or propagating wave packets has long been recognized to have profound scientific and technological significance. Until now, all experimentally verified time-reversal mechanisms have been reliant upon nonlinear phenomena such as four-wave mixing. In this paper, we report the experimental realization of all-linear time reversal. The time-reversal mechanism we propose is based on the dynamic control of an artificial crystal structure, and is demonstrated in a spin-wave system using a dynamic magnonic crystal. The crystal is switched from an homogeneous state to one in which its properties vary with spatial period a, while a propagating wave packet is inside. As a result, a linear coupling between wave components with wave vectors k≈ π/a and k′ = k − 2π/a≈ − π/a is produced, which leads to spectral inversion, and thus to the formation of a time-reversed wave packet. The reversal mechanism is entirely general and so applicable to artificial crystal systems of any physical nature.
