披上一件隐身斗篷,在视野中瞬间遁形,这是人类长期以来的梦想。日前,浙江大学陈红胜教授课题组与新加坡研究团队合作,使用玻璃制造出了可见光波段的生物隐形器件。
实验中,一只蹲在六边形隐身装置里的小猫,在特定的某个角度,光线可以直接绕过小猫,并回到原来的路径出射,产生小猫“隐身”的效果。课题组还研发了一组适用于水中隐形的装置:金鱼游进这件“隐身衣”,身后的物体仍然一览无余。
要研究“隐形”,就要先明白物体为什么会“显形”:当电磁波照射到物体上时,会在物体上发生散射。散射的电磁波被人眼等“感应器”接收,就能识别那里存在物体。
2006年,英国研究者提出了利用坐标变换的方法设计隐身衣,既不反射也不吸收电磁波,使电磁波能够绕过被隐身的区域,按照原来的方向传播,从而使物体完全隐形。
陈红胜打比喻说,就像小溪里的流水,经过一块石头时,溪流会绕过石头后再合拢了继续向前,如同没有遇到过石头一样。进入隐身衣的光线要绕过物体,所以走过的路径长;没有进入隐身衣的光线是一条直线,走过的路径短。完美的隐身衣要求所有的光线保持相同相位,因此进入隐身衣的光线必须跑得比外部光线快,这就要求隐身衣的材料对不同光线具有不同的折射率。
陈红胜他们提出了一种可见光波段多边形隐身衣的设计方法,通过均匀线性光学变换的方法,设计并简化了隐身衣的各个部分的参数,对于隐身衣从理论走向实用起到了促进作用。
“人眼对光线的相位和略微延时并不敏感,”陈红胜说,通过对理论体系进一步简化,“隐身器件能够使用更加易得的材料,也不需纳米级工艺雕琢,降低了隐身衣的设计和实现难度。”
截至目前,这一可见光频段的隐身器件还只能在特定的角度上取得理想的隐身效果,如六边形隐身器在正对六条棱角的角度具有较好效果,而多边隐身器仅有两个角度能够实现隐身。
(《人民日报》11.4 余建斌)


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