工程师在加州大学圣地亚哥分校设计并开发了一种薄的隐形装置,似乎解决了“隐形斗篷”开发过程中面临的一些缺陷。
这种新设备不会改变隐藏物体周围的光线亮度。这种隐形斗篷设备所涉及的技术有望在光通信中提高信号速度,也可以用于集中太阳能应用。
一开始,隐形可能看起来像魔法,但它的基本概念是每个人都熟悉的。它所需要的只是巧妙地操纵我们的感知,”说来自卡里,他是哈佛大学电子与计算机工程系的教授加州大学圣地亚哥雅各布斯工程学院也是这项研究的资深作者。“如今,完全隐形似乎仍然遥不可及,但由于隐身设备最近取得的进展,它可能在不久的将来成为现实。”
斗篷是用来遮盖物体的,使它们看起来不可见。隐身的目的是使物体不易被光、雷达和其他电磁波探测到。为了使物体不易被探测到,改变了物体电磁波的散射。然而,隐形设备通常体积庞大,这是不利的。
“以前的隐身研究需要很多层材料来隐藏一个物体,斗篷最终比被覆盖的物体的尺寸要厚得多,”欧洲杯足球竞彩该研究的第一作者、加州大学圣地亚哥分校电子工程博士生徐立毅说。“在这项研究中,我们展示了我们可以使用薄的单层薄膜来遮盖。”
现有隐形设备的另一个重大缺点是“有损”。与照射到它们表面的光相比,反射的光的强度较低。
“想象一下,如果你看到隐藏物体周围的亮度急剧下降,这将是一个明显的证据。当你使用有损隐形设备时,就会发生这种情况。”卡里说。“我们在这项研究中获得的是一种‘无损’斗篷。它反射的光不会失去任何强度。”
大多数斗篷的损耗效应是由于这些斗篷中使用了金属粒子,这些粒子会吸收光。欧洲杯猜球平台在新的斗篷下,研究人员使用了电介质材料。欧洲杯足球竞彩这些材料不吸欧洲杯足球竞彩光且不导电。
特氟隆和一种专有的陶瓷材料,都是介电材料,被用于这个斗篷。欧洲杯足球竞彩这些材料在结欧洲杯足球竞彩构上是按照特定的方式量身定制的,这样光波从斗篷上反射的方式就改变了。
研究小组设计了一种“地毯”斗篷,用来遮盖放置或坐在平面上的物体。由表面和物体组成的整个系统被做成平坦的样子。
通过模拟光在平面上的反射来达到这种效果。平面上的光被物体以不同的方式反射。然而,当斗篷被用来覆盖物体时,来自不同点的光会以不同步的方式反射。这可以有效地消除由于物体形状而产生的光畸变。“这种隐形装置基本上会让观察者误以为表面是平坦的,”卡里说。
斗篷是利用CAD软件和电磁仿真设计并有效制造的。研究小组将隐形衣模拟成一个薄的特氟隆矩阵,其中嵌入了小的圆柱形陶瓷颗粒。欧洲杯猜球平台根据它们在斗篷上的位置,每个粒欧洲杯猜球平台子都有不同的高度。
“通过改变每个介质粒子的高度,我们能够控制斗篷上每个点的光线反射,”徐解释说。“我们的计算机模拟展示了我们的隐形设备在现实中的表现。我们能够证明,用圆柱形介质粒子设计的薄斗篷可以帮助我们显著减少物体的阴影。”欧洲杯猜球平台
“用光波做任何我们想做的事情真的很令人兴奋,”卡里说。“利用这项技术,我们可以做的不仅仅是让东西隐形。我们可以随意改变光波的反射方式,最终将大面积的阳光聚焦到太阳能塔上,就像太阳能聚光器一样。我们也希望这项技术能应用于光学、室内设计和艺术。”
这项研究的题目是用于地毯隐形的极薄介质超表面发表在《电磁学研究进展》杂志上。
加州大学圣地亚哥分校高通研究所的Calit2战略研究机会(CSRO)项目支持了这项研究。