Gestaltung komplexer Mikrowellenfelder in nachhallenden Medien mit binär einstellbaren Metasurfaces

In diesem Artikel schlagen wir vor, elektronisch einstellbare Metasurfaces als räumliche Mikrowellenmodulatoren zu verwenden. Wir demonstrieren, dass räumliche Mikrowellenmodulatoren ähnlich wie räumliche Lichtmodulatoren, die sich kürzlich als ideale Werkzeuge zur Kontrolle der Lichtausbreitung durch mehrfach streuende Medien erwiesen haben, in der Lage sind, komplexe vorhandene Mikrowellenfelder in nachhallenden Umgebungen auf passive Weise effizient zu formen, wobei ein nicht kohärentes Energie-Feedback berücksichtigt wird. Im Gegensatz zu freiem Raum zeigen wir, dass eine binär steuerbare Phasenstatus-Metasurface eine sehr gute Kontrolle über die Wellen ermöglicht, aufgrund der zufälligen Natur der elektromagnetischen Felder in diesen komplexen Medien. Wir beweisen in einem alltäglichen nachhallenden Medium, d.h. einem typischen Büroraum, dass ein kleiner räumlicher Mikrowellenmodulator, der an den Wänden angebracht ist, die kabellose Übertragung zwischen zwei Antennen um einen Faktor erhöhen oder im Gegenteil vollständig abbrechen kann. Interessanterweise und im Gegensatz zum freien Raum zeigen wir, dass dies zu einem isotrop geformten Mikrowellenfeld um die empfangende Antenne führt, was wir wiederum der nachhallenden Natur des Ausbreitungsmediums zuschreiben. Wir erwarten, dass räumliche Mikrowellenmodulatoren interessante Werkzeuge für die Grundlagenphysik sein werden und Anwendungen im Bereich der kabellosen Kommunikation haben werden.