Nonmagnetic invisibility cloak with minimized scattering cross section
基于广义变换，提出了一种具有最小散射的隐身衣变换函数。通过匹配斗篷外表面的阻抗，确定了具有两个参数的变换。为了验证隐身衣的性能，采用有限元法进行了全波仿真。为了更好地说明不同参数下隐身衣的散射特性，计算了隐身衣的总散射截面。另外，基于有效介质理论，采用两种各向同性材料组成的交替分层系统，实现了隐身衣的实际应用。
2011-03-03 physics.optics
Electromagnetic interaction of arbitrary radial-dependent anisotropic spheres and improved invisibility for nonlinear-transformation-based cloaks
建立了电磁波与一般径向各向异性斗篷相互作用的解析方法。它能够处理任意参数（$ε_r(r)$，$μ_r(r)$，$ε_t(r)$和$μ_t(r)$）的径向各向异性非均匀壳。首次从波动关系出发提出了一般的隐身条件。我们推导出一类新的球形非线性斗篷的参数，并研究其在各种非线性情况下的隐形性能所提出的方法。通过优化非线性变换和核壳比，获得了具有较好隐身性能的球形超材料隐身衣。
2009-10-01 physics.optics
Inverse Design of Invisibility Cloaks using the Optical Theorem
我们开发和应用一种优化方法来设计隐形斗篷。我们的方法是基于最小化的前向散射振幅的隐形物体，这是由光学定理，相当于总的截面。光学定理的使用避免了在每次迭代时对角度上的散射振幅进行评估和积分的需要，从而为优化结构提供了更简单、计算效率更高的目标函数。我们使用梯度下降优化实现的方法，并提出了几个梯度介电常数斗篷，减少不同大小和形状的金属目标的散射。
2021-03-05 physics.optics
Fresnel-Fizeau drag: Invisibility conditions for all inertial observers
最近的研究表明[Halimeh et al. arXiv：1510.06144（将发表在Phys. Rev. A）]，由于多普勒效应，固有色散的单频理想自由空间隐形斗篷在与观察者的相对运动中只能遮盖其在斗篷坐标系中的频率与斗篷的工作频率一致的光，尽管对于任何斗篷运动都存在无限数量的这种光线。在这篇文章中，我们通过分析和光线跟踪模拟表明，即使这种关系可以通过将理想的隐身斗篷简化为宽带振幅斗篷来放松，Fresnel-Fizeau阻力也会在斗篷的惯性系中揭开光的相位，从而损害其在所有其他惯性系中的振幅隐身。换句话说，只有一个在其惯性系中完美地掩盖了光的振幅和相位的隐形装置，才能在任何其他惯性系中也（完美地）掩盖这种光。同样的结论也适用于那些不是斗篷的无形物体，比如无形的球体。
2016-01-19 physics.optics
A Rigorous Analysis of Plane-transformed Invisibility Cloaks
对平面变换隐身衣的电磁特性进行了定量研究。以椭圆柱隐身衣为例，采用椭圆柱波展开法求解散射场。证明了理想的椭圆柱隐身衣是固有可见的。当隐身衣直接暴露在电磁波中时，会引起明显的场散射和穿透。然而，只要斗篷的内表面由一个完美的导电衬里组成，就可以在平行于斗篷主轴的方向上实现完美的隐身。另一个平面变换斗篷与圆锥几何也被提出。这种斗篷的优点是所有的介电常数和磁导率元素是空间不变的，而没有一个是奇异的。因此，它很容易实现与人工结构的超材料。最后，我们表明，这种斗篷也可以用来掩盖一个平坦的地平面上的物体。
2009-04-30 physics.optics
The scattering of a cylindrical invisibility cloak: reduced parameters and optimization
在简化本构参数的基础上，借助于散射系数，研究了二维圆柱形隐身衣的散射特性。我们发现，斗篷的散射不仅源于边界条件，但也从介电常数/磁导率的分量的空间变化。根据我们的配方，我们提出了一些限制的隐身衣，以尽量减少其散射后的简化已经发生。通过理论分析，可以利用光子晶体（PC）等特殊的复合材料来设计简化的隐身衣，这种复合材料可以模拟有效的折射率景观，而不是提供有效的本构关系，同时消除内外边界的散射。
2011-02-23 physics.optics
Electrostatic Field Invisibility Cloak
隐身衣因其在电磁场、声场、弹性波等各种物理场作用下具有特殊的隐身性能而备受关注。标量场（热场、静态磁场、直流电场和质量扩散）。在这里，一个静电场隐身斗篷已被理论研究，并首次实验证明，完美地隐藏在视线的某个区域，而不干扰外部静电场。通过散射抵消技术和转换光学（TO）实现了理想的隐身效果，为静电场的控制开辟了一条新的途径，具有广泛的应用前景和可持续发展的产品。
2015-01-30 physics.optics
Macroscopic Invisibility Cloak for Visible Light
隐身衣，一个通常出现在科幻小说和神话中的主题，最近因为其可能的实现而引起了广泛的兴趣。真正隐形的最大挑战是在人眼可见的波长范围内隐藏宏观物体。在这里，我们通过实验解决这个问题，将转换光学的原理与低成本的材料和简单的制造技术的传统光学透镜制造。一个透明的斗篷由两块方解石制成。这种斗篷能够隐藏最大高度为2 mm，大于3500自由空间波长的宏观物体，在透明的液体环境中。它的工作带宽包括红色，绿色和蓝色的光也被证明。
2011-01-23 physics.optics
A route to quasi-perfect invisibility cylindrical cloaks without extreme values in the parameters
坐标变换方法提供了一种实现理想隐身的方法，但在实际应用中对多层隐身性能的表征能力较差。在这里，我们提出了一个分析模型来预测的多层圆柱形斗篷的性能，在此基础上，斗篷在实践中可以优化，以减少离散化和简化所造成的固有散射。极低的散射或“准完美的不可见性”可以实现只有几层各向异性的超材料，而无需遵循转换方法。同时，介电常数和磁导率参数的层是相对较小的，这是一个显着的优势，我们的方法。
2008-12-10 physics.optics
Invisibility cloaks in relativistic motion
考虑一种理想的隐身衣，它在单色光照射下，在真空中以相对于光源和观察者的共同惯性系的恒定相对论速度运动。我们表明，在一般情况下，移动斗篷成为可检测的图像失真和产生广泛的频谱的散射光。然而，对于入射光频率、光波矢和隐身速度的许多特殊组合，理想的隐身仍然是可能的。但它变得不对等。这意味着光源发出的光线到达观察者时，就像它们穿过真空一样，但它们在观察者位置被逆反射后采取完全不同的路径。
2016-01-03 physics.optics
Extraordinary surface voltage effect in the invisibility cloak with an active device inside
建立了内置有源器件的球形隐身衣的电磁场解。在球形斗篷的内边界处会感应出异常的表面电场和表面磁场，从而阻止电磁波的传播。斜入射在这种边界上的偏振波的相位和手度保持在反射波中。发现由于隐藏区域内的电偶极子的表面电压等于内边界处的辅助标量势，从而在这种情况下获得物理对应物。
2008-02-17 physics.optics
Time-of-flight imaging of invisibility cloaks
随着隐形斗篷最近成为实验现实，探索揭示剩余缺陷的方法是有趣的。从本质上讲，大多数隐形斗篷的想法是通过在物体周围进行适当的布置来恢复没有物体的光程长度（使其不可见）。光路长度与光线的飞行时间或光波累积的光学相位成比例。因此，飞行时间图像为探测缺陷提供了直接和直观的工具。事实上，最近在地毯斗篷上进行的相敏实验已经朝着这个方向迈出了初步的步伐。在宏观世界中，飞行时间图像可以通过光探测和测距（LIDAR）直接测量。在这里，我们显示计算的飞行时间图像的共形高斯地毯斗篷，共形光栅斗篷，圆柱形自由空间斗篷，和不可见的领域。所有结果都是用从费马原理导出的射线速度运动方程得到的。
2011-10-14 physics.optics
On some constraints that limit the design of an invisibility cloak
利用变换介质的思想，可以设计一种隐身衣，使一个域对一个目标频率不可见。在这篇文章中，我们研究了扩展这种斗篷带宽的可能性。我们得到了一个带宽的约束，这是概括为一个简单的不等式，规定，限制操作的带宽。约束源于因果关系要求。我们建议一个简单的策略，可以绕过限制。
2007-07-11 physics.optics
Watching outside while under a carpet cloak of invisibility
在这封信中，我们展示了一种独特的方法，可以在隐藏在基于变换光学的地毯隐身中的同时观察外面。与传统的地毯隐身不同，它屏蔽了所有入射的电磁波，我们打破了斗篷，让入射光进入地毯。因此，外部信息在斗篷内部被检测到。为了恢复无形的隐身，在破碎的空间中应用了补充技术。因此，一个藏在里面和观察外面（HIWO）的地毯斗篷被缝了起来，这是一个完美的隐形斗篷，同时允许监视外面。我们的工作提供了一个策略，理想的斗篷同时具有“隐藏”和“观看”功能。
2010-09-30 physics.optics
Flat-face approximations of invisibility cloaks with planar metamaterial layers
变换光学（TO）是设计具有前所未有的光学特性的人工材料的有力工具。在这里，我们提出了近似的任意形状的TO结构的刻面，其中曲面近似的超材料层，可以通过标准的制造和堆叠技术来实现。我们举例说明了圆柱形隐形斗篷的具体例子的近似方法。首先，我们介绍了一种数值方法设计的斗篷与任意边界形状，并将其应用到刻面形状。随后，我们通过引入几种近似方法来降低实现完美的多面斗篷所需的超材料的复杂性，通过对散射截面的调查来量化其有效性。
2011-10-25 physics.optics
The effect of electrostatic shielding using invisibility cloak
研究了球形隐身衣内任意电荷的静电屏蔽效应。结果表明，斗篷内部的电荷是决定探测效果的关键因素。当带电体以任意分布放置在斗篷内时，外面的电场完全由总电荷决定，就像斗篷中心的点电荷的电场一样。随着总电荷减少到零，尸体就无法被检测到。另一方面，如果总电荷不为零，则理想斗篷内部的静电势趋于无穷大。对于非理想斗篷，这种尴尬被克服，而他们仍然有良好的屏蔽行为。此外，由于电介质的无限极化，理想斗篷内表面上的电势是不连续的，然而，它可以被替代地解释为具有表面磁流的双介质层的双迈斯纳效应。
2011-07-14 physics.optics
Homogeneous optical cloak constructed with uniform layered structures
几个世纪以来，使物体隐形的前景一直吸引着研究人员。基于变换光学的隐身衣设计正在将这一目标从科幻小说变为现实，并已在微波和光学频率下进行了实验验证。然而，迄今为止报道的大多数隐形斗篷具有空间变化的折射率，这需要复杂的设计过程。此外，隐藏物体的尺寸通常相对于隐身装置的尺寸较小。在这里，我们报告的实验实现均匀的硅光栅结构的均匀隐形斗篷。该设计策略消除了对材料指数空间变化的需要，并且在尺寸方面，它允许非常大的障碍物/斗篷比。在近红外频率下已经验证了宽带不可见性行为，为使用均匀分层介质在任何频率范围内实现不可见性开辟了新的机会，其中可以获得高质量的反射。
2011-02-08 physics.optics
Coordinate transformation makes perfect invisibility cloak with arbitrary shape
通过研究隐身衣边界处的波动特性，证实了由一般坐标变换构造的任意形状隐身衣对外部入射波是完全不可见的。讨论了线变换斗篷与点变换斗篷的区别。通过坐标变换函数，发现斗篷介质中的场与原始空间中的场解析相关。在斗篷的外边界，它示出，没有反射被激发，即使介电常数和磁导率并不总是具有完美的匹配层的形式。而在内边界处，也没有反射被激发，特别是没有场可以穿透到隐形区域。然而，对于任何线变换斗篷的内边界，在特定切向方向上的介电常数和磁导率总是需要无限大。此外，在内部边界的场不连续性总是存在的，表面电流的诱导，使这种不连续性自洽。对于一个点变换的斗篷，它不会遇到这样的问题。在内边界处切向场均为零，意味着不存在场不连续性
2008-05-01 physics.optics
Analytical form of light-ray tracing in invisibility cloaks
本文综述了变换光学的方法论，它是利用麦克斯韦方程组的形式不变性，通过坐标变换来构造隐身衣的。比较了三种不同的电磁场分量定义方法，消除了一些歧义。推导了任意连续径向变换函数所产生的球形和圆柱形理想隐身衣中光线和波法向光线的解析表达式，并给出了它们的物理解释。利用各向异性介质中的对偶原理，证明了光线矢量满足与通常的“波矢程函方程”相对应的“光线矢量程函方程”。结果解释了为什么波矢量映射到从虚拟空间到物理空间的射线矢量，而不是波矢量。作为应用，我们研究了使光线函数满足调和方程的特殊变换函数。
2011-09-23 physics.optics
Hiding a Realistic Object Using a Broadband Terahertz Invisibility Cloak
几十年来，隐形斗篷一直是许多研究人员的梦想。变换光学的引入通过提供设计材料分布的一般方法来使物体隐藏而不被检测到，从而使该领域恢复了活力。通过变换空间和光传播，三维（3D）物体被感知为具有减少的维度，以点、线和薄片的形式，使其从散射场判断为“不可检测”。虽然各种各样的隐身设备已被报道在微波和光学频率，光谱重要的太赫兹（THz）域仍然没有探索。此外，由于制造在所有三个维度上都很大的隐形装置的困难，隐藏真实的3D物体还有待证明。在这里，我们报告的第一个实验演示的3D太赫兹隐身设备制造使用可扩展的投影Microstereolithography过程。该隐身衣工作在0.3 ~ 0.6 THz的宽频率范围内，放置在矩形α-乳糖一水合物吸收体上。使用角分辨反射太赫兹时域光谱（THz-TDS）表征的结果表明，太赫兹隐身斗篷成功地隐藏了吸收体的几何和光谱特征，使其无法被观察者检测到。
2011-05-02 physics.optics
Elliptic Cylindrical Invisibility Cloak, a Semianalytical Approach Using Mathieu Functions
利用Mathieu函数建立了求解二维椭圆柱隐身衣散射场的椭圆柱波展开法。隐身材料参数由空间变换方法得到。建立了隐身衣的近似理想模型，求解了隐身衣壳体内边界的边界问题。与以前的椭圆柱隐身衣设计相比，所提出的设计提供了更实用的隐身衣几何形状。
2008-08-11 physics.comp-ph physics.optics
Three-dimensional visible-light invisibility cloak
隐形斗篷的概念是科幻小说、幻想和集体想象的固定装置。然而，一个真正的设备，可以隐藏一个物体从可见光从绝对任何角度来看，将是极具挑战性的建设。制造这种斗篷的主要障碍是光的电磁分量的耦合，这将需要使用具有特定介电常数和磁导率张量的复杂材料。以前的隐身解决方案涉及通过在静态（或准静态）场（其中这些电磁组件是解耦的）或在不需要复杂材料的漫射光散射介质中起作用来绕过这一障碍。在本文中，我们报告隐藏一个大规模的球形物体从人类的视线从三个正交方向。我们实现了这一结果，通过开发一个三维（3D）的均匀多面体变换和空间不变的折射率离散化，大大减少了耦合的电磁组件的可见光。这种方法可以大大简化3D隐形斗篷的设计，现在可以使用均匀和各向同性的材料大规模创建。
2018-04-16 physics.optics
Theory and optimization of transformation-based quadratic spherical cloaks
基于隐身衣母函数的概念，提出了一种数值计算方法，计算了各种二次球形隐身衣的隐身性能，并得到了最优的隐身效果。采用非理想离散模型计算并优化了不同生成函数剖面的总散射截面。最后通过控制设计参数对钟形二次球形隐身衣进行了优化。这种改进的不可见性即使在模型高度离散化时也是稳定的。
2009-08-15 physics.optics
Photorealistic ray tracing of free-space invisibility cloaks made of uniaxial dielectrics
变换光学器件的设计规则通常导致空间不均匀和各向异性的阻抗匹配磁介电材料分布，例如，自由空间隐形斗篷最近，简化的各向异性非磁性自由空间斗篷的局部单轴电介质材料（方解石）已经实现了实验。在二维环境中，对于在该平面中传播的平面内偏振光，对于光线，隐身性能仍然是完美的。然而，对于三维中的一般视图，预期会有各种不完善之处。在本文中，我们研究了两种不同的纯介质单轴圆柱形自由空间斗篷。对于一个，光轴是沿着径向方向，对于另一个，它是沿着方位角方向。据我们所知，方位角单轴隐身衣以前还没有被提出过。我们通过计算光线跟踪渲染的真实感图像来可视化两者的隐身性能。在我们以前的射线追踪工作的基础上，我们使用了一个直接从费马原理导出的运动方程。渲染的图像通常表现出明显的缺陷。这包括一个明显的事实，即隐形对光的水平偏振或普通的线偏振根本不起作用。此外，会出现更微妙的影响，如视角相关的像差。然而，我们仍然发现了令人惊讶的良好的隐身性能的纯电介质方位角单轴斗篷。
2012-10-02 physics.optics
Invisibility cloak inside a Luneburg lens: Experimental demonstration of birefrigent transformation optics devices
变换光学（TO）最近已成为一种有用的方法，在不寻常的光学器件的设计，如新的超材料透镜和隐形斗篷。最近，Danner等人[1]提出了将这种方法理论上扩展到双折射TO器件，其对光的相互正交偏振态执行有用的和不同的功能。有人提出了理论设计，对于一种偏振来说，它可以充当隐形斗篷，而对于另一种正交偏振来说，它可以充当吕讷堡透镜。在这里，我们报告的第一个实验实现类似的双折射TO设计光刻定义的金属/电介质波导的基础上。波导形状的绝热变化使得能够控制波导内传播的TE和TM模式所经历的有效折射率。我们已经研究了所得到的双折射TO器件的波长和偏振相关的性能。这些新颖的光学器件大大扩展了我们在亚微米尺度上控制光的能力。
2013-01-24 physics.optics
Robust large dimension terahertz cloaking
隐形衣不仅吸引了人类的想象力，而且在光学和光子学方面也有着迷人的应用前景。通过用超材料操纵电磁波，研究人员已经能够实现微波、太赫兹和光学领域的电磁隐身。然而，基于超材料的隐身衣复杂的设计和制造工艺、窄的带宽和高的固有损耗对其实际应用施加了难以克服的限制。目前正在寻求新的办法来克服这些已知的不利因素。在这里，通过使用均匀的蓝宝石晶体，我们展示了第一个均匀的隐形斗篷在太赫兹频率下工作。太赫兹隐身器件具有隐蔽体积大、损耗低、带宽宽等特点。特别地，它能够隐藏尺寸比其光刻对应物大近一个数量级的物体，但不涉及复杂且耗时的洁净室处理。这种同质隐形斗篷可能会导致新的太赫兹光子器件可能用于医学，雷达和通信。
2011-11-03 physics.optics
Cylindrical Cloak with Axial Permittivity/Permeability Spatially Invariant
为了降低隐身衣的实验实现难度，同时保持良好的隐身性能，提出了一种轴向材料参数空间不变的理想圆柱隐身衣。这种TE（或TM）斗篷的优点是只有μ（或μ）的rho和phi分量是空间变化的，这使得使用二维（2D）磁（或电）超材料实现完美的隐形成为可能。利用散射理论定量分析了参数摄动对隐身性能的影响。我们的工作为理想参数斗篷的实验实现提供了一种简单可行的解决方案。
2008-04-24 physics.optics
Broad band invisibility cloak made of normal dielectric multilayer
本文介绍了一种准三维普通电介质地毯式微波隐身衣的设计、制作和性能测试。利用简单的线性坐标变换，设计了均匀各向异性介质的地毯斗篷，并根据有效介质理论，实际实现了多层交替法向介质平板的器件。作为一个概念验证的例子，我们制作的地毯斗篷与多层FR4电介质板与空气间隔。通过全波数值模拟和微波暗室远场散射电磁波的测量，验证了设计的性能。实验结果表明，由于多层介质结构的低损耗、非色散特性，在从8 GHz到18 GHz的非常宽的频带（整个X和Ku频带）内具有显著的隐身效果。
2011-09-29 physics.optics
Invisibility cloak without singularity
在椭圆柱坐标系中，利用坐标变换将隐身物体压缩为一条直线而不是一个点，提出了一种椭圆隐身斗篷。如果椭圆焦点变得很小，椭圆形斗篷就变成了近似圆形的斗篷。该隐身衣的优点是没有一个参数是奇异的，所有参数的变化范围相对较小。
2008-10-25 physics.class-ph physics.optics
Ideal and nonideal electromagnetic cloaks
我们采用的电磁场的空间变换的分析结果，以获得和分析显式表达式的结构中的电磁场的隐形斗篷，分束器，和场集中器。研究了非理想电磁隐身衣的隐身效率，讨论了散射损耗对隐身衣隐身性能的影响。
2008-04-28 physics.optics
Spontaneous emission and the operation of invisibility cloaks: Can the invisibility cloaks render objects invisible in quantum mechanic domain?
作为量子力学领域探索隐身衣隐藏物体能力的一个探索，我们研究了理想隐身衣附近激发态二能级原子的自发发射率。在此基础上，首先，给出了各向异性、非均匀、吸收性磁介质中电磁场与原子系统相互作用的正则量子化方案，该量子化方案适用于研究任意隐身衣对原子辐射特性的影响。在薛定谔图像中得到了原子子系统的时间依赖性。通过引入一组修正的球面波矢函数，用连续和离散方法计算了系统的格林张量。在该形式中，解析计算了弱耦合和强耦合相互作用下上述原子的衰变率和发射模式，然后进行了数值计算，以证明量子力学领域的隐身性能。特别注意的是不同的可能取向和位置的原子系统附近的球形隐身衣。结果在存在和不存在的隐形斗篷进行了比较。我们发现，斗篷工作得很好，远离其谐振频率隐藏一个宏观的对象，而在附近的谐振频率的对象是更明显的情况下，该对象没有被斗篷覆盖。
2016-05-04 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Accurate Simulation of Ideal Circular and Elliptic Cylindrical Invisibility Cloaks
坐标变换提供了一种设计隐身衣的非凡方法，这种隐身衣可以控制电磁场，以防止电磁波穿透{ \em隐身区域}（用$Ω_0$表示，在这个区域内，外部观察者看不到里面的物体）。理想的圆形和椭圆柱形隐身区域分别从一点和一直线段展开，因此所得到的方程的变换后的材料参数和相应的系数在隐身边界$\partial Ω_0$处是高度奇异的。电场或磁场在$\partialΩ_0.$上不是连续的。施加适当的{ \em隐身边界条件}（CBC）以实现完美的隐身是一个关键但具有挑战性的问题。基于原空间中的有限电磁场在变换空间中也一定是有限的原理，我们得到了与奇异变换的本质“极点”条件内在相关的CBCs。我们还发现，对于椭圆柱斗篷，CBCs应施加不同的余弦椭圆和正弦椭圆分量的分解场。有了这些，我们可以严格地证明，$Ω_0$中的控制方程可以从外部区域$Ω_0^c$解耦，并且隐藏区域中的总场为零。我们强调，我们的CBCs提案不同于任何现有提案。
2014-04-29 physics.optics
Invisibility Cloak Printed on a Photonic Chip
通过适当地控制电磁场，可以实现隐身。这种非凡的能力已经在变换和射线光学中得到了证明。另外，通过将电磁场限制在三维阵列波导中，并在物体周围引入适当的集体曲率来创建空间斗篷也是现实的。我们通过飞秒激光直写在硼硅酸盐中实现了人工结构，在那里我们制作了多达5000个波导的原型，以隐藏毫米级体积。通过归一化互相关、层析成像和连续三维视角扫描等方法对隐身衣的性能进行了表征。结果表明，利用波导光学可以实现隐身。此外，在光子芯片上直接打印隐形斗篷可以实现经典和量子集成光子学中的可控研究和新应用，例如使其自身的芯片上电路的耦合或交换操作不可见。
2016-06-22 physics.optics quant-ph
Dielectric Optical Cloak
隐形或隐身已经吸引了人类多年的想象力。随着超材料的发展，一些理论建议表明物体的隐身是可能的，然而，到目前为止，还缺乏在光学频率下的实验证明。在这里，我们报告的第一个实验实现的介质光学斗篷。斗篷是利用准保角映射来隐藏放置在弯曲反射表面下的物体，该表面模仿平面的反射。我们的隐身衣仅由各向同性介电材料组成，可在1400-1800 nm的波长范围内实现宽带和低损耗隐身。
2009-04-23 physics.optics
Design and analytically full-wave validation of the invisibility cloaks, concentrators, and field rotators created with a general class of transformations
通过严格计算全空间电磁场的解析表达式，研究了一类具有任意连续变换函数的电磁器件。一些有趣的现象与这些转换装置，包括隐形斗篷，集中器，和场旋转器，进行了讨论。通过仔细选择变换函数，我们可以实现对内外边界扰动不敏感的斗篷。此外，我们发现，当集中器的涂层是用左手材料实现的，能量将在涂层和核心之间循环，并且通过集中器的核心传输的能量可以比通过集中器传输的能量大得多。因此，这种集中器也是功率通量放大器。最后，我们提出了一个球面场旋转器，它的功能不仅是波矢量旋转器，但也是一个偏振旋转器，这取决于相对于入射波方向的球面旋转器的取向。这些新的转换设备的功能都成功地证实了我们的分析全波方法，这也提供了一个替代的计算效率的验证方法相比，数值验证方法。
2007-12-12 physics.optics
Transformation-optics macroscopic visible-light cloaking beyond two dimensions
变换光学是一种通过结合麦克斯韦电磁原理和爱因斯坦的广义相对论来控制光的最新几何设计策略，它史无前例地承诺了一种隐形隐身装置，可以使宏观物体在三维空间中隐形。然而，大多数以前的概念验证变换光学隐身设备主要集中在两个维度上，而沿着其第三维的宏观物体的检测总是万无一失。在这里，我们报告的第一个实验演示的变换光学宏观可见光隐形超过二维。这种近乎三维的斗篷在其中心附近（即具有有限的视场）的照明下表现出三维（3D）不可见性，并且其理想的广角不可见性性能在3D空间中相交的多个二维（2D）平面中得以保留。在宏观尺度上对光线轨迹和光程长度进行了实验验证，为变换光学的几何性质提供了独特的证据。
2014-06-20 physics.optics
Spherical cloaking using nonlinear transformations for improved segmentation into concentric isotropic coatings
研究了两类基于非线性变换的新型球形隐身衣。将基于非线性变换的球形隐身衣分割成同心各向同性的均匀涂层，给出了其隐身特性。最佳离散化的详细研究（例如，各层的厚度控制、非线性因素等）提出了线性和非线性球形隐身衣的隐身模型，并讨论了它们对隐身性能的影响。通过数值模拟近场电场分布和远场雷达截面（RCS），验证了隐身特性和最优分割的选择。
2009-05-11 physics.optics
Seamless Integration of Global Dirichlet-to-Neumann Boundary Condition and Spectral Elements for Transformation Electromagnetics
本文提出了一种求解各向异性介质中一般二维Helmholtz方程的谱元方法（SEM），并将其应用于变换电磁场（TE）中多边形隐身衣、聚光器和圆形旋转器的精确模拟。在实践中，我们采用了透明的边界条件（TBC）的特点是Dirichlet-to-Neumann（DtN）映射，以减少波传播的无界域的有界域。然后，我们介绍了一种半解析技术，集成的整体TBC与局部曲线元素无缝，这是通过使用一种新的元素映射和分析公式，用于评估全球傅立叶系数的谱元素网格准确。从TE的角度来看，隐形斗篷是通过麦克斯韦方程组的奇异坐标变换设计的，该变换导致各向异性材料涂覆在隐形区域，使内部的任何物体对外部观察者不可见。一个重要的问题是在隐形区域的外部边界施加适当的条件，即，隐形边界条件（CBCs），以实现完美的隐形。遵循[48]的精神，我们从与奇异变换相关的基本“极点”条件出发，提出了多边形隐形斗篷的新CBCs。这允许内部和外部的隐形区域的控制方程的解耦。有了这个高效的谱元求解器，我们可以研究一些缺陷和损耗或色散介质放置在理想的多边形斗篷的隐身层时的有趣现象。
2015-05-13 physics.optics
Imaging cloaked objects: diffraction tomography of realistic invisibility devices
针对现有隐身器件检测手段不足的问题，本研究提出利用衍射层析成像技术挖掘被散射截面忽略的相位、角度等信息，可提升多种隐身斗篷的检测灵敏度并获取其形貌图像，还可提升密排颗粒层析成像对比度，且可拓展至声斗篷检测。
2022-01-24 physics.app-ph physics.optics
Active Invisibility Cloaks in One Dimension
我们概述了一个一般的方法来构建有限范围的隐形电位，使一个给定的有限范围的实或复电位$v(x)$单向无反射或不可见的波数$k_0$我们选择。我们给出了三个类的隐形潜力，实现这一目标，同时保持部分或全部的其他散射特性的$v(x)$明确的解析表达式。我们构造的隐形势是三个单向不可见势的总和。我们还讨论了它们在$k_0$上使$v(x)$双向不可见的应用，并演示了我们的方法的应用，以获得布拉格反射器的抗反射和不可见斗篷。
2015-06-09 physics.class-ph physics.optics quant-ph
A rigorous analysis of high order electromagnetic invisibility cloaks
Pendry等人最近提出的基于变换方法的隐形斗篷目前引起了很大的兴趣。他们用一阶变换得到了结果。在最近的论文中，Hendi等人和Cai等人考虑了具有高阶变换的隐形斗篷。本文研究了一般各向异性介质经高阶变换后得到的变换介质中的高阶电磁隐身衣。我们考虑的情况下，有一个有限数量的球形斗篷位于空间中的不同点。我们证明了对于任意频率的平面波入射，散射波恒为零。我们还考虑了有限能量波包的散射。我们证明了散射矩阵是恒等式，即，对于任何输入波包，输出波包与输入波包相同。这证明了在任何电磁波在高阶变换介质，特别是Pendry等人的一阶变换介质中的散射实验中都不能探测到隐身衣，并证明了高阶隐身衣与一阶隐身衣一样，也能隐身无源和有源器件.隐形的物体与外部完全分离。实际上，外部的隐身与被隐身对象内部的内容无关。隐身物体内部的电磁波不能离开隐蔽区域，反之亦然，隐身物体外部的电磁波不能进入隐蔽区域。当我们证明我们的结果，从一般的各向异性材料的转换获得的媒体，我们证明，它是可能的斗篷内的一般晶体的对象。
2008-02-20 math-ph math.MP physics.optics
All-dielectric self-cloaked structures
虽然迄今为止已经通过各种巧妙的方法实现了光学不可见性的实际实现，但它们通常依赖于复杂的材料，这阻碍了这种方案的广泛实施。在这里，我们提出了一种替代的不可分割性程序来设计对象（即自隐身结构），具有与周围环境相同的光学特性，因此，本质上是不可见的外部观察者（没有必要的外部斗篷）。所提出的方法是基于解耦的散射波从入射辐射明智地操纵一个给定的对象的散射潜力。我们表明，这样的程序是能够产生光学不可见的任何任意形状的物体在任何指定的频率带宽内，通过简单地采用各向同性非磁性介电材料，而不使用的损耗或增益材料。设计原理的有效性已被验证的空间电场剖面和散射图案在微波政权的直接实验观察。我们的另一种自隐身策略可能会产生深远的影响，特别是在非侵入性探测和隐形传感器应用中，其中波穿透到传感器区域是必不可少的，连同其不可见性，以尽量减少场失真。
2017-10-14 physics.optics
Physical limitations on broadband invisibility based on fast-light media
本文是对最近一篇文章的评论[Tsakmakidis等人，Nat Commun 10（2019）]提出了一个发人深省的建议，以克服基于使用支持超光速（比自由空间中的光更快）群速度和相速度的介质的隐形斗篷的带宽限制。如原始文章的图1所示，一个通过这种强光斗篷传播的波包据称能够与相应的波包同时到达被斗篷物体后面的一侧，而相应的波包在自由空间中通过较短的直接路线传播，而没有物体，因此“没有阴影或波形失真出现。正如作者所声称的那样，“额外的路径长度被斗篷中相应更大的脉冲群速度所抵消”，这使得“在振幅和相位上恢复物体周围的入射场分布”。可以使用有源（增益）材料以宽带方式实现这种快速发光效应。作者声称，这样一种快速发光的斗篷可以隐藏一个物体，甚至从飞行时间检测技术，并实现隐形“在任何所需的频带。“我们不同意这些说法，并认为对原始文章中提出的想法进行彻底的澄清对于广泛的波动物理学社区来说是重要和必要的。具体来说，在这篇评论中，我们澄清了基于快光介质的隐形斗篷受到由于因果关系，超光速波传播的性质和主动系统的稳定性问题而产生的基本带宽限制。这些限制和问题在[Tsakmakidis等人，Nat Commun 10（2019）]。最重要的是，我们表明，原文章中考虑的材料模型是非物理的。
2021-06-08 physics.optics
A Carpet Cloak Device for Visible Light
本文报道了一种能使物体在可见光下无法被探测到的地毯隐身装置。斗篷是使用准保角映射设计的，并在氮化硅波导中制作在一个专门开发的纳米多孔氧化硅基板具有非常低的折射率。空间折射率的变化是通过在深亚波长尺度的氮化物层中蚀刻各种尺寸的孔来实现的，从而产生局部有效介质折射率。所制造的器件在整个可见光谱范围内表现出宽带不可见性，具有低损耗。这种低折射率衬底上的氮化硅也可以作为实现可见光转换光学器件的一般方案。
2011-04-15 physics.optics
3D Polarization-Independent Visible Invisibility
我们制作并表征了一个三维偏振无关的隐身斗篷在可见光波长的光。所需的急剧小型化已成为可能，通过采用受激发射耗尽启发的直接激光写入光学光刻与概念上衍射无限的轴向和横向分辨率。
2010-12-15 physics.optics
An invisibility cloak using silver nanowires
在本文中，我们使用的参数检索方法与分析有效介质的方法来设计一个性能良好的隐形斗篷，这是基于经验的修订版本的简化斗篷。设计的隐身衣可以通过嵌入在聚甲基丙烯酸甲酯基质中的具有椭圆横截面的银纳米线来实现。这种斗篷在数值上被证明是强大的内部隐藏的对象，以及传入的检测波，是更简单，因此更容易制造时，与早期提出的一个[国家光子。1，224（2007）]。
2010-10-12 cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph physics.optics
Temporal Cloak without Synchronization
过去被认为只存在于童话故事中的隐身衣，无论是在空间领域还是在时间领域，都已相继转化为现实。受空间伪装的启发，时间间隔被用来隐藏时间事件。然而，在这些隐身技术中，需要一个复杂的隐身同步，这给时间隐身的实现带来了不便。本文利用时间Talbot效应，提出了一种全新的时间隐身方案和概念，通过Talbot效应引起的时间平均效应，将强度调制事件直接变为强度不可见，而无需对隐身过程进行任何同步。我们分别成功地实现了对周期信号和伪随机信号的时间掩盖。我们还发现，高阶时间Talbot效应是有益的隐身性能。此外，它是可行的恢复数据的强度掩盖的波形。该方法和概念为时间隐身开辟了新的前景，将时间隐身扩展到脉冲波，促进了保密通信的发展。
2018-12-05 physics.optics
Asymmetric Cloaking Theory Based on Finsler Geometry ~ How to design Harry Potter's invisibility cloak with a scientific method ~
有没有可能制造出哈利的隐形衣？在我们的现实世界中实现这种神奇的隐身的最有希望的方法是使用变换光学，其中具有扭曲几何形状的空空间被非扭曲空间模仿，但充满了具有适当介电常数和磁导率的变换介质。真正的隐形斗篷的一个重要要求是非互惠性;也就是说，一个人在斗篷中不应该被从外面看到，但应该能够看到外面。这种隐形斗篷，或非互易性屏蔽，只要我们停留在传统的变换光学中，就不能被创造出来。传统的变换光学是基于黎曼几何与度量张量独立的方向，因此不能用于设计非互易屏蔽。为了克服这个问题，我们提出了一个改进的理论转换光学的基础上Finsler几何，黎曼几何的扩展版本。我们的理论表明，非互易屏蔽可以通过覆盖隐身空间具有各向异性，非互易介电常数和磁导率的转换介质实现。该理论包括作为特殊情况的传统变换光学。我们展示了设计非互易屏蔽所需的介电常数和磁导率的空间分布的方法。
2013-02-01 math-ph math.MG math.MP
The Boundary Conditions for Point Transformed Electromagnetic Invisibility Cloaks
本文研究了由一般各向异性介质经变换得到的变换介质中的点变换电磁隐身衣。我们假设有几个斗篷位于空间的不同点。我们的结果特别适用于Pendry等人提出的一阶隐身衣和Hendi等人和Cai等人提出的高阶隐身衣。我们确定适当的{ \it隐身边界条件}，麦克斯韦方程组的解决方案必须满足在外部，$\partial K_+$，并在内部，$\partial K_-$，隐身对象$K$的边界。也就是说，电场和磁场的切向分量必须在$\partial K_+$处为零--这总是正确的--而电场和磁场旋度的法向分量必须在$\partial K_-$处为零。这些结果被证明需要能量守恒。在一个球形斗篷的情况下，一个球形分层$K$和径向电流在$\partial K$，我们验证了我们的{ \it隐身边界条件}满足一个明确的计算和有源设备的隐身举行，即使电流是在隐身对象的边界。当我们证明我们的结果是通过从一般各向异性介质转换获得的介质，我们的结果适用于一般各向异性介质中包含的有源和无源设备的对象的隐身，特别是包含在一般晶体内的有源和无源设备的对象。
2008-09-16 math-ph math.MP physics.optics
The Anti-Cloak
提出了一种可以部分克服隐身衣隐身效果的变换介质，我们称之为“反隐身衣”。一个有“反斗篷”外壳的物体，如果涂上了隐形斗篷，外面就能看到。傅里叶-贝塞尔分析证实了这一发现，表明外部电磁波可以穿透到内部的隐形斗篷的反斗篷的帮助下。
2008-08-07 physics.gen-ph physics.optics
Optical phase cloaking of 700-nm light waves in the far field by a three-dimensional carpet cloak
变换光学是一种将空间几何学与光的传播联系起来的设计工具。隐形斗篷是一个相应的基准示例。最近在光学频率的实验已经证明了光振幅的伪装（“射线伪装”）。在这封信中，我们证明了远场隐形的光相位（“波隐形”）的干涉显微镜成像实验上先前推出的三维地毯斗篷在700 nm波长和任意偏振的光。
2011-07-21 physics.optics
Low-loss directional cloaks without superluminal velocity or magnetic response
使一个光学上大的（直径上有许多波长）物体看起来不可见的可能性是最近许多研究的主题。大型（相对于波长）物体的精确不可见性场景涉及具有超光速相速度（折射率小于1）和/或磁响应的（Meta）材料。我们介绍了一种新的近似适用于某些设备的几何形状的程函限制：分段均匀缩放的折射率。这种变换保留了射线轨迹，但导致均匀的相位延迟。我们将展示如何利用相位延迟来实现有限的（方向和波长相关的）形式的不可见性，不需要损失缠身（Meta）材料与超光速相速度。
2012-09-25 physics.optics
Analytical study of spherical cloak/anti-cloak interactions
最近在变换光学（TO）的框架内引入了“反隐身”的有趣概念，首先作为对隐形隐身的“对策”（即，恢复隐形目标的散射响应），以及最近与“传感器不可见性”（即，以在保持场感测能力的同时强烈地减小散射响应）。在本文中，我们扩展我们以前的研究，这是有限的二维圆柱形的情况下，三维球形的情况下。更具体地说，通过广义（坐标映射）米氏系列的方法，我们推导出一个一般的解析全波解有关的平面波激发的配置具有一个球形物体包围的TO为基础的隐形斗篷耦合通过真空层的反斗篷，并探讨各种感兴趣的相互作用。与一些选定的例子，我们说明了各种配置的隐身和字段恢复能力，突出的相似性和差异，相对于圆柱形的情况下，特别强调传感器隐身方案和想法的近似实现，需要使用双阳性介质。
2011-02-09 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Compact-sized and broadband carpet cloak and free-space cloak
近年来，基于变换光学和准保角映射的固体理论，隐形斗篷因其令人兴奋的隐身特性而引起了人们的广泛关注。有两种斗篷被提出：自由空间斗篷，可以使自由空间中的物体对入射辐射不可见;地毯斗篷（或地面斗篷），可以将物体隐藏在导电地面下。第一个自由空间和地毯斗篷是在微波频率下使用超材料实现的。自由空间隐身衣由谐振型超材料构成，具有窄带宽、高损耗的限制;地毯隐身衣由非谐振型超材料构成，具有宽带宽、低损耗的限制。然而，地毯斗篷有一个严重的限制，大尺寸相比，斗篷的对象。这些限制成为自由空间和地毯斗篷实际应用的瓶颈。在这里，我们报告的宽带和低损耗的方向性自由空间斗篷和紧凑型地毯斗篷的基础上，最近的理论研究的第一个实验演示。这两种隐身衣都是在微波频率下使用非共振超材料实现的，并且在实验中观察到了良好的隐身性能。这种方法代表了向真正应用隐形斗篷迈出的重要一步。
2009-09-29 physics.class-ph physics.optics
