可見光波段多邊形隱身衣

可見光波段多邊形隱身衣

可見光波段多邊形隱身衣是由浙江大學“電磁波隱身衣機理及實驗研究”項目團隊研製出的一種隱形器件。能使鉛筆、金魚和貓成功隱形。它是根據用坐標變換方法設計隱身衣理論,“讓光線像溪流繞過石頭一樣”,他們用普通玻璃製造出了隱身器具。

簡介

浙江大學國際電磁科學院陳紅勝教授團隊與新加坡南洋理工大學等國際團隊合作,使用玻璃,製造出了能夠在水中隱形的六邊形柱狀隱身器件和能夠在空氣中隱形的多邊形隱身器件,並用兩種隱身器件使金魚和貓成功隱形。

這意味著隱身器件不僅能夠隱藏像貓、魚這樣大的物體,生物還能和隱身器件一起活動,隱身效果並不會因此受到影響。

隱形理論

人之所以能看到物體,是因為光射到物體上後,被物體阻擋並反射到人的眼睛。英國理論物理學家約翰-彭德里在2006年提出了利用坐標變換的方法設計隱身衣,使電磁波能夠繞過被隱身的區域,按照原來的方向傳播,從而可以使物體完全隱形,奠定了隱身衣研究的理論體系。

隱形原理

工作人員演示“隱身”裝置。一束光在該裝置內“轉彎”,但穿過裝置後仍按原來的方向傳播工作人員演示“隱身”裝置。一束光在該裝置內“轉彎”,但穿過裝置後仍按原來的方向傳播

陳紅勝團隊研發的“隱身衣”,目前是一個每條邊大約5厘米的六邊形柱狀體,由特殊光學玻璃構成,中間是“隱身通道”,。

這“隱形衣”,與現實中我們最熟悉的隱形飛機的隱形原理不一樣。隱形飛機,是靠特殊的塗層材料,吸收雷達的光信號,使得這束探測光無法返回去“給雷達報信”,從而達到“隱形”的效果,它不是自身真的能在光線正常工作的情況下隱形。

而陳紅勝團隊研發的“這套隱身設備,利用材料的選擇以及組裝,達到一定的參數要求,使得它能“控制”光的行走路線——一遇著隱身器,光就自然繞道,那么在這個器件區域內的物體,就不能被看到了。

這是目前(2013年)世界上僅靠玻璃這樣的普通材料就能在可見光波段使大型物體隱形的器件。

隱形效果

實驗室的博士鄭斌做了一個演示:雷射筆從“隱身衣”的一頭打過去,光束從透明的有機玻璃穿過去,但是到中間的“隱身段”,光就自動拐彎繞行了。沒有光束的“光臨”,但是整個光束,依然能從另外一頭穿出。所以別的部分都能看見,只有中間的部分,就成了隱形的部分。

所存問題

據介紹,目前隱身器件的研究方面歸為兩類:一類是地毯式隱身器件,物體躲在地毯式隱身器件下面,對於上面的觀察者來說,看到的效果就像平整的地面一樣。第二類就是人們通常所理解的哈利·波特式隱身衣,可以脫離地面移動。

浙江大學的研究屬於第二類型。從套用的角度出發,隱身衣如果能有較好的套用,必須要能夠工作在寬頻帶、全方向、全極化,要實現這個最終目標難度非常大。“電磁波隱身衣機理及實驗研究”項目團隊表示,要實現彭德里“完美隱身”的理想,製造出穿在身上的真正的隱身衣,目前還非常困難。

套用前景

因為存在材料參數苛刻、不夠輕便等技術瓶頸,因此目前隱身衣的研究主要還處於實驗驗證及測試階段,離套用還有很長的距離 。截止目前(2013年),這一可見光頻段的隱身器件還只能在特定的角度上取得理想的隱身效果,如六邊形隱身器在正對六條稜角的角度具有較好效果,而多邊隱身器僅有兩個角度能夠實現隱身。

陳紅勝表示,這一隱身器件將有望在安全、娛樂和監控套用領域發揮作用。團隊在下一步將著力提升隱身的性能,如增加隱身角度,減輕裝置的重量等。

預計不久的將來,這類隱身器件將進入到人類的生活中,改變人類的生活方式 。

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