光學隱形技術原理

黃海森

（國家糧食和物資儲備局，湖南 懷化 419100）

隨著人類對自然的認識不斷深入，光學發(fā)展經(jīng)歷波動光學時期、現(xiàn)代光學等階段。光學是當前科研領域最活躍的前沿陣地，不少規(guī)律理論從實踐中總結。變換光學是近年來學者廣泛關注的研究領域，人們可以利用坐標變換法設計新型材料，新近發(fā)展的超構材料使人們可以發(fā)現(xiàn)變換光學要求非均勻光學材料，變換光學概念為最終調(diào)控聲波等傳播性質(zhì)提供有效科學途徑。該文研究揭示光學隱形技術原理，探討光學隱形技術原理的應用。

1 變換光學研究

電磁波傳播調(diào)控是物理學中的重要問題，通常通過調(diào)控電磁波傳播介質(zhì)控制傳播方式，如使用玻璃透鏡為相機鏡頭成像，介質(zhì)間界面對電磁波傳播起到調(diào)控作用，非均勻介質(zhì)可對電磁波傳播調(diào)節(jié)。人們可以按照特定方法設計制備具有特定空間分布的非均勻介質(zhì)。如光學隱身衣通過改變光傳播方向，使光繞過隱形物體達到隱形目的。

1996年英國物理學家Pendry提出設計特殊介質(zhì)材料參數(shù)方法，最終發(fā)展為變換光學。通過具有空間分布非均勻介質(zhì)，磁場強度B可任意按期望的方式人工調(diào)控。變換光學成為研究新光學現(xiàn)象的重要工具。變換光學系統(tǒng)將材料介電常熟與空間坐標聯(lián)系，具有特定空間分布的介電常數(shù)可等效于對應彎曲空間。電磁波沿原空間中被彎曲后路徑傳播，可以精確控制電磁波傳播方式。

通過變換坐標，設計材料參數(shù)具有特定空間分布的介質(zhì)材料，可證明介質(zhì)材料對光傳播方式調(diào)控等效于之前坐標變換對空間調(diào)控。……