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“隐形”装置使用普通镜片

通过罗彻斯特大学|2014年9月29日,

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博士生Joseph Choi被拍到用4个镜头制作了一件多向“完美近轴”斗篷。图片来源:罗切斯特大学也许是受到哈利·波特的隐形斗篷的启发,科学家们最近发明了几种隐藏物体的方法,有些方法很简单,有些采用了新技术。

由罗切斯特大学开发的最新成果,不仅克服了以前设备的一些局限性,而且使用了价格低廉、易于获得的新型材料。

罗切斯特大学(University of Rochester)物理学教授约翰·豪厄尔(John Howell)说:“有很多高科技的隐形方法,这些方法背后的基本原理是利用高科技或奇异材料,让光像不存在的东西一样在周围传递。”

Howell和研究生Joseph Choi放弃了专门的组件,开发了四种标准透镜的组合,当观众移动到远离最佳观看位置的几度时,可以保持物体隐藏。

“这是我们所知道的第一个可以进行三维连续多向隐身的设备,它可以在可见光谱中传输光线,”罗切斯特大学光学研究所的博士生Choi说。

Howell解释说,当你直视一个物体时,许多隐形设计都很好,但如果你移动一点视点,物体就会变得可见。

崔补充说,以前的隐形装置也会导致背景发生剧烈变化,使隐形装置明显存在。

为了既掩盖物体又不干扰背景,研究人员确定了透镜类型和所需的功率,以及四个透镜分离的精确距离。

为了测试他们的设备,他们把隐形物体放在一个网格背景前。当他们透过镜头,通过左右移动来改变视角时,栅格也随之移动,就好像隐形装置并不在那里一样。

与背景相比,被遮盖物体后面的网格线没有间断,网格大小(放大倍数)匹配。

“罗切斯特隐形衣”可以放大到镜片的大小,可以遮盖相当大的物体。而且,与其他设备不同的是,它是宽带的,所以它适用于整个可见光谱,而不是只适用于特定的频率。

一种使用四个镜头的多向“完美近轴”斗篷。从连续的视角来看,手仍然是隐形的,通过设备看到的网格在颜色、间距、移动和放大率上与墙壁上的背景相匹配(大约2米远)。照片来源:J. Adam Fenster,罗切斯特大学它们的简单配置在其他隐身设备上有所改进,但并不完美。Choi说:“这种斗篷可以弯曲光线,并将其发送到设备的中心,因此轴上区域不会被阻挡或隐藏。”

这意味着隐形区域的形状像一个甜甜圈。他补充说,他们有稍微复杂一点的设计来解决这个问题。此外,隐形斗篷有边缘效应,但当使用足够大的镜片时,这些效应可以降低。

在提交给期刊的一篇新论文中光学表达Howell和Choi为这种类型的隐形提供了一种数学形式,可以在15度或更大的角度下工作。

他们使用一种叫做ABCD矩阵的技术,描述光线通过透镜、镜子或其他光学元件时的弯曲情况。

从侧面看,多向“完美近轴”斗篷的设置。激光显示了光线穿过系统的路径,显示了可以用来隐藏物体的区域。照片来源:J. Adam Fenster,罗切斯特大学

虽然他们的设备与哈利·波特的隐形斗篷不太像,但豪厄尔对其潜在的应用有一些想法,包括使用隐形斗篷,让外科医生“通过他的手看到他正在做的手术”。同样的原理也可以应用到卡车上,让司机能够看穿车辆上的盲点。

要打造自己的罗切斯特斗篷,遵循以下简单步骤:

  1. 购买两套不同焦距的镜头f1和f2(共4个镜头,2个带f1焦距,2带f2焦距)
  2. 用前两个镜头的焦距之和分开f1镜头是第一个镜头,f2第二个镜头,它们是由什么分开的t1=f1+f2).
  3. 在第二步对另外两个镜片做同样的操作。
  4. 把这两组分开t2= 2f2(f1+f2) / (f1 - - - - - -f2)分开,以便两者f2眼镜是t2分开。

了下:•先进的材料


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