研究人员开发了一种新设计的隐形设备，克服了现有“隐形斗篷”的一些局限性。
在一项新的研究中，电气工程师在加州大学圣地亚哥分校设计了一种既薄又不会改变隐藏物体周围光线亮度的隐形装置。
这种斗篷背后的技术将有更多的应用，而不仅仅是隐形，比如集中太阳能和提高光通信中的信号速度。
“隐形乍一看像是魔法，但它的基本概念对每个人来说都很熟悉。它所需要的只是对我们感知的巧妙操纵，”加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院电子与计算机工程系教授、该研究的资深作者布巴卡尔·坎特维尔说。“完全隐形在今天看来仍然遥不可及，但由于隐形设备的最新进展，它可能在不久的将来成为现实。”
正如它的名字所暗示的，斗篷是一种覆盖物体使其看起来不可见的装置。隐形背后的想法是改变电磁波的散射——比如光和雷达——使物体不易被这些波频率探测到。
隐形设备的缺点之一是它们通常体积庞大。
“以前的隐形研究需要很多层材料来隐藏一个物体，最终斗篷比被覆盖的物体的大小要厚得多，”加州大学圣地亚哥分校的电子工程博士生、该研究的第一作者徐立义(Li-Yi Hsu)说。该研究最近发表在《科学》杂志上电磁学研究进展．“在这项研究中，我们表明我们可以使用薄的单层片来隐身。”
研究人员说，他们的斗篷还克服了现有斗篷设备的另一个根本缺点:“有损”。有损耗的斗篷反射的光强度低于照射到其表面的光强度。
“想象一下，如果你看到隐藏物体周围的亮度急剧下降，这将是一个明显的迹象。这就是当你使用有损隐形设备时所发生的事情。”“我们在这项研究中所取得的成就是一种‘无损’外衣。它反射的光不会失去任何强度。”
许多斗篷是有损耗的，因为它们是由金属颗粒制成的，金属颗粒会吸收光线。研究人员报告说，他们设计斗篷的关键之一是使用了一种叫做介电材料的非导电材料，这种材料不像金属那样吸收光。这种斗篷包括两种电介质，一种是专有的陶瓷，另一种是特氟龙，它们在结构上被精心定制，以改变光波从斗篷反射的方式。
在他们的实验中，研究人员专门设计了一种“地毯”斗篷，它的工作原理是把一个物体包裹在平面上。这种斗篷通过模拟光在平面上的反射，使整个系统——物体和表面——看起来是平的。任何物体在平面上的反射光都是不同的，但是当物体被斗篷覆盖时，来自不同点的光被不同步反射，有效地消除了由物体形状引起的光的整体扭曲。
坎特维尔说:“这种隐形装置基本上欺骗了观察者，让他们认为这是一个平坦的表面。”
研究人员使用带有电磁模拟的计算机辅助设计软件来设计和优化这种斗篷。斗篷的模型是一层薄薄的聚四氟乙烯基质，其中嵌入了许多小的圆柱形陶瓷颗粒，每个颗粒的高度取决于其在斗篷上的位置。
“通过改变每个介电粒子的高度，我们能够控制斗篷上每个点的光反射，”Hsu解释道。“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，用圆柱形介电粒子设计的薄斗篷可以帮助我们显着减少物体的阴影。”
坎特维尔说:“用光波做任何我们想做的事情真的很令人兴奋。”“使用这项技术，我们可以做的不仅仅是让物体隐形。我们可以随意改变光波被反射的方式，最终将大面积的阳光集中到太阳能发电塔上，就像太阳能聚光器一样。我们还希望这项技术在光学、室内设计和艺术领域得到应用。”
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