Electromagnetically induced invisibility cloaking
隐形隐身对隐身介质的折射率分布施加了严格的条件，必须满足这些条件才能成功隐藏物体。第一次实验性的隐身演示使用了人造超材料来应对这一挑战。在这项工作中，我们展示了如何一个简单得多的电磁感应透明技术可以用来实现部分，{ \it地毯}在原子蒸气或固体的光学频率隐身。为了产生低吸收与折射率的强修改的期望组合，我们使用具有诱导的磁电交叉耦合的手性介质。我们证明，高对比度的正折射率可以通过微调材料与梯度磁场和计算所需的参数来构建地毯斗篷。
2012-06-18 physics.optics quant-ph
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
Hidden progress: broadband plasmonic invisibility
当前电磁隐身研究的关键挑战是在扩展的带宽上实现隐身。通过在Li和Pendry的地毯下扫描隐形的想法，在镜子上叠加电介质结构，在这方面取得了重大进展。在这里，我们表明，我们可以利用表面等离子体激元在金属表面结构的介电材料，以获得一个独特的控制其传播。我们利用这一点来控制等离子体耦合，并在理论上和实验上证明了在前所未有的带宽（650-900 nm）的隐身。我们的非共振等离子体超材料允许弯曲反射器模仿平面镜。我们的理论预测验证了实验映射的表面光强度在波长800 nm。
2010-03-29 physics.optics
Two dimensional invisibility cloaking via transformation optics
本文利用变换光学方法研究了二维隐身技术。隐身介质具有比文献中三维隐身所考虑的奇异参数多得多的奇异参数。在适当的加权索伯列夫空间中研究了这些隐身装置的有限能量解。我们得到了奇异加权索伯列夫空间的一些重要性质。然后，通过将潜在的奇异偏微分方程解耦为一个问题在隐身区域和另一个在隐身层，证明了隐形隐身的合理性。我们得到了一些完全新颖的特征对应的奇异隐形问题的有限能量的解决方案。特别是，一些'隐藏'的隐形界面上的边界条件是第一次显示。我们提出了我们的研究一个非常一般的系统的偏微分方程，其中的亥姆霍兹方程的声学隐身作为一个特殊的情况。
2010-06-07 math-ph math.AP math.MP
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
Switching from visibility to invisibility via Fano resonances: theory and experiment
亚波长结构表现出许多不寻常的光学性质，可用于工程功能元器件，以及光的光的散射和隐形斗篷。在这里，我们证明，抑制光散射的任何方向的观察，可以实现一个均匀的介质对象具有高折射率，在一个鲜明的对比与多层等离子体结构的隐身先前提出的。我们的发现是基于一个均匀的介质棒的米氏散射中观察到的Fano共振级联的新物理。我们观察到这种效果的实验在微波通过采用高温依赖的介电常数的玻璃缸与热水。我们的研究结果为分析高折射率介电纳米粒子的光学响应和隐身物理开辟了一条新的途径。
2014-09-26 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
Plus-minus construction leads to perfect invisibility
最近应用于超材料的理论进展为设计一种涂层开辟了新的途径，这种涂层可以使物体免受电磁辐射甚至视线的影响。在这里，我们提出了一种新的设计，创造完美的隐形设备在各向同性介质。正折射率和负折射率的组合，称为正负结构，对于实现完美的不可见性（即，没有时间延迟和完全没有反射）。与通常的理解相反，即在具有不同折射率的两种各向同性材料之间，电磁反射是不可避免的，我们的方法表明，令人惊讶的是，反射现象可以完全消除。与经典的阻抗匹配不同，本发明的方法还可以在存在由反射引起的失真的情况下找到隐身设备之外的电磁应用。
2010-10-08 physics.optics
Optical Neutrality: Invisibility without Cloaking
我们表明，这是可能的，设计一个不可见的波长大小的金属介电超材料对象，而不会引起隐身。我们的方法是由Zhou和Hu [Phys.Rev.E74，026607（2006）]的中性包含概念到Mie散射体的扩展。我们表明，在超材料中的金属分数的增加导致从介电类金属散射，通过不可见性或光学中性的散射体的收益的过渡。形式上，这是由于多个散射级的取消，类似于Alu和Engheta [Phys.Rev.E72，016623（2005）]引入的等离子体隐身，但没有引入散射体到隐身和隐藏区域的分离。
2016-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
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
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
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
Full-wave invisibility of active devices at all frequencies
最近有相当大的兴趣在理论和实践上的可能性，从观察电磁波（EM）隐形（或“隐身”）。在这里，我们证明隐形，相对于亥姆霍兹和麦克斯韦方程组的解决方案，几个结构的隐形设备。以前的结果要么是在射线跟踪水平[乐，PSS]或在零频率[GLU 2，GLU 3]，但最近的数值[CPSSP]和实验[SMJCPSS]工作提供了在频率$k\ne 0$的不可见性的证据。我们给出了两个基本的结构，用于掩盖一个区域$D$包含在一个域$Ω$从测量的柯西数据波在$\p Ω$，我们特别注意掩盖不只是一个被动的对象，但一个有源设备内$D$，解释为一个集合的源和汇或内部电流。
2007-03-16 math-ph math.AP math.MP
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
Optical Cloaking with Non-Magnetic Metamaterials
具有特殊结构的超材料在操纵电磁波和产生新功能方面具有前所未有的灵活性，包括基于坐标变换的隐形斗篷。在这里，我们提出了一个非磁性斗篷的设计工作在光学频率。分析了圆柱形隐身衣的原理和结构，给出了实现这种隐身衣的一般方法。使用全波有限元模拟的隐身性能进行了验证。
2006-11-24 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
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
Three-Dimensional Cloaking Device Operates at Terahertz Frequencies
几十年来，隐形斗篷一直是许多研究人员的梦想。通过变换空间和光传播，三维（3D）对象可以被感知为具有减少的维度数量，以点、线和薄片的形式，使得从散射场判断它是“不可检测的”。虽然各种各样的隐身设备已被报道在微波和光学频率，太赫兹（THz）域仍然没有探索。此外，应当注意，所有先前的实验演示都是在二维（2D）波导配置中执行的。虽然这些工作代表了验证隐形斗篷概念的关键一步，但人们希望隐形设备能够以3D方式实现，并能够掩盖现实大小的物体。这就需要建造一个光学上大的隐身装置，其特征远小于波长。制造纵横比接近100：1的3D结构显然是一项具有挑战性的任务。在这里，我们报告的3D太赫兹地平面斗篷的实验演示。采用反射太赫兹时域光谱（THz-TDS）对隐身样品进行了表征。在很宽的频率范围内可以清楚地观察到两个不同的反射峰，这是由凸块表面处的反射引起的。实测峰位与数值模拟峰位一致。相比之下，在斗篷样品的光谱图中，波前相对平滑，只有一个峰。
2010-03-17 physics.optics
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
A Rigorous Time-Domain Analysis of Full--Wave Electromagnetic Cloaking (Invisibility)
目前，人们对用电磁波掩盖物体的观测在理论和实践上的可能性有很大的兴趣。这些不可见装置\cite{glu1, glu2, le}、\cite{pss1}的基本思想是使用各向异性{ \it变换介质}，其介电常数和磁导率$\var^{λν}, μ^{λν}$通过坐标的奇异变换从各向同性介质的介电常数和磁导率$\var_0^{λν}, μ^{λν}_0$获得。本文利用含时散射理论研究了时域电磁隐身问题。这种形式主义使我们能够以一种明确的方式解决由{ \it变换介质}的介电常数和磁导率的倒数的奇异性在隐身物体的边界上所引起的数学问题。我们将麦克斯韦方程组写成薛定谔形式，电磁传播子扮演哈密顿量的角色。我们证明了隐身物体外的电磁传播子本质上是自伴的。此外，唯一的自伴扩张是酉等价的电磁传播介质$\var_0^{λν}, μ^{λν}_0$。利用这一事实，由于坐标变换是球外的恒等式，我们证明散射算子是恒等式。我们的结果给出了一个严格的证明，\cite{glu1, glu2, le}，\cite{pss1}的建设完美地掩盖被动和主动设备从电磁波的观察。此外，我们证明了一般各向异性材料的隐身。特别是，我们的研究结果证明，有可能将物体隐藏在一般的晶体中。
2008-02-04 math-ph math.MP 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
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
Quasi-Minnaert Resonances in High-contrast acoustic Structures and Applications to Invisibility Cloaking
本文研究了二维和三维高对比度介质中亚波长区域的准Minnaert共振现象，通过层势理论和渐近分析揭示其边界局域化与表面共振特征，数值验证其在多种几何结构中的存在及在隐形斗篷中的应用价值。
2025-08-20 cs.NA math.AP math.NA
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
Electromagnetic cloaking by layered structure of homogeneous isotropic materials
电磁隐身衣要求材料具有从Pendry等人首先提出的几何变换推导出的各向异性分布的本构参数[Science 312，1780（2006）]。在本文中，我们提出了一个有用的方法来实现所需的半径相关的，各向异性的材料参数，并通过均匀的各向同性材料的薄，交替层的同心层状结构来构建电磁斗篷。通过合理设计交替层的介电常数或厚度比，我们通过对散射电磁场的严格分析，证明了该隐身结构的低反射和功率流弯曲特性。所提出的隐身结构不需要材料本构参数的各向异性或不均匀性，通常由具有亚波长结构的夹杂物的超材料实现，因此可能导致电磁隐身的实验演示的实际路径，特别是在光学范围内。
2007-09-04 physics.optics
On Approximate Electromagnetic Cloaking by Transformation Media
本文利用变换光学方法对正则化近似电磁隐身进行了全面的研究。研究了以下几个方面：（i）无源介质和有源/辐射源的近不可见隐身;（ii）无损耗介质衬里的隐身破坏夹杂物的存在;（iii）通过在隐身区域外采用损耗层来克服隐身破坏;（iv）隐身性能的频率依赖性。我们解决这些问题，并连接得到的渐近结果奇异理想的伪装。数值验证和演示提供了显示我们的分析研究的尖锐性。
2010-09-22 math.AP 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
Non-Euclidean cloaking for light waves
最近，非欧几何学与变换光学相结合，提出了一种隐形斗篷的建议，这种隐形斗篷可以避免光学奇点，因此原则上可以在光谱的宽频带内工作[U。Leonhardt和T. Tyc，Science 323，110（2009）]。这样的斗篷在几何光学的极限下是完美的，但在波动光学中不是。在这里，我们从解析和数值两方面分析了非欧几里得隐身中的全波传播。我们表明，即使在几何光学以外的制度，该设备的大小与波长相当的隐身设备执行得非常好。特别是，斗篷几乎是完美的频谱的频率是有关的球谐函数。我们还表明，随着波数的增加，该设备的工作越来越好，接近完美的行为在几何光学的限制。
2009-06-24 physics.optics
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 and Inverse Problems
这篇关于隐形和变换光学最新发展的综述是冈瑟·乌尔曼在2008年美国数学学会年会上演讲的扩展版。
2008-10-01 math-ph math.AP math.MP
Confirmation of Cylindrical Perfect Invisibility Cloak Using Fourier-Bessel Analysis
本文提出了一种柱面波展开法，用于求解理想二维圆柱形隐身衣的散射场。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。通过系统地研究散射系数从近理想情况到理想情况的变化，我们证实了具有理想材料参数的隐身衣是理想的隐身衣。然而，由于零$^{th}$阶散射系数的缓慢收敛，对斗篷的微小扰动将引起明显的场散射和穿透。
2007-07-02 physics.optics
A near-perfect invisibility cloak constructed with homogeneous materials
通过两步坐标变换，得到了一种近似完美的、非奇异的菱形截面圆柱形隐身衣。将一小段直线拉伸后，再将其吹成菱形空间，最终得到由四种八块均匀变换介质组成的斗篷。数值仿真验证了该隐身衣的良好性能。研究了隐身衣的工作带宽。我们的方案有望在实践中创造一个简单而性能良好的斗篷。
2010-05-28 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
Transformation Optics, Generalized Cloaking and Superlenses
在本文中，变换光学一起提出了一个概括的隐形斗篷：而不是一个空的空间区域，一个不均匀的结构是通过Pendry的映射变换，以给任何对象隐藏在中心孔的斗篷，一个完全任意的外观。从变换光学的角度讨论了其他基于超透镜的错觉装置。
2010-02-08 physics.comp-ph 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
Tunable scattering cancellation of light using anisotropic cylindrical cavities
设计的核壳圆柱体是隐身和隐身应用的良好候选者。特别是，双曲纳米管在可见光谱范围内表现出可调的超低散射截面。在这项工作中，我们调查的有效性的限制条件的不可见性，这是依赖于达到一个接近零的各向异性超材料腔的有效介电常数张量的组成部分之一的ε。对于垂直于散射体轴偏振的入射光，在低双折射布置中以及在高折射率芯中发现临界偏差。我们证明了各向异性金属介电纳米腔的能力，大大减少了散射光与多个Fano共振现象。我们广泛地探索这种共振效应，以确定可调窗口的不可见性。
2016-04-13 physics.optics
Inverse problem in transformation optics
变换光学的直接方法是从坐标变换出发，确定隐身衣的雅可比矩阵、场和材料参数。然而，坐标变换似乎是一个可选的功能：它是没有必要知道它。我们提供了某种反问题的解决方案：从隐形斗篷中的场开始，我们直接推导出隐身外壳的介电常数和磁导率张量。该方法可用于在不知道坐标变换的情况下求出隐身壳体中特定电磁场的材料参数。
2011-02-01 physics.optics
Virtual reshaping and invisibility in obstacle scattering
我们考虑通过在声散射和电磁散射中使用变换光学来重塑散射障碍物。在一般的虚拟整形结果中，重点研究了虚拟缩小和虚拟放大。稳定性估计推导出散射振幅在一个小障碍物的直径，这意味着缩小的极限情况下对应于一个完美的隐身，即，这个障碍物是看不见的。
2008-12-30 math-ph math.AP math.MP
A Novel Design of Dielectric Perfect Invisibility Devices
隐形装置的目的是引导光线绕过任何放在里面的物体，能够隐藏物体。在这项工作中，我们提出了一种基于负折射和光学保角映射的介电隐形介质的新型设计，似乎可以创造完美的隐形性。与已有的方案相比，该设计具有一些优点和更宽松的约束条件。特别是，它代表了一个例子，其中的时间延迟在介质不可见设备是零。此外，由于负折射材料的阻抗匹配，反射应该接近于零。这些发现有力地表明，光学各向同性材料的完美隐形是可能的。最后，对无形空间的面积进行了讨论。
2008-02-11 physics.gen-ph 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
Invisibility and perfect absorption of all-dielectric metasurfaces originated from the transverse Kerker effect
介电超颖表面具有独特的光子学效应，是当今轻物质技术的引擎。在这里，我们建议在理论上和实验上证明了一种新型的全介电超颖表面，其中每个构成的晶格元原子呈现出所谓的横向Kerker效应的高透明度的效果的实现。与惠更斯的超颖表面相反，入射波的相位和振幅在共振频率下保持不变，因此，我们的超颖表面完全在不可见状态下工作。我们实验证明，对于微波频率范围，从超颖表面的传输波的相位和振幅几乎不受影响。最后，我们演示了数值和实验，并在理论上详细解释了一种新的机制，以实现完美的吸收入射光的介电超颖表面放置在导电基板附近的谐振响应。在亚衍射极限，我们表明，上述效果主要是由组成元原子的光学响应，而不是集体晶格的贡献。随着频谱的可扩展性，我们的研究结果可以被纳入工程设备的能量收集，非线性现象和过滤器的应用。
2019-05-25 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
Coordinate transformations and matter waves cloaking
Institute for Advanced Studies in Basic Sciences (IASBS)（基础科学高等研究院）；Department of Physics, Faculty of Science, University of Zanjan（赞詹大学理学院物理系）
采用坐标变换方法，基于位置相关质量张量和势的薛定谔方程的协变形式，研究得到不同形状电子波隐身衣的质量张量和势的精确空间形式。
2026-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas 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
Perfect Broadband Invisibility in Isotropic Media with Gain and Loss
我们概述了一种有效地构造二维各向同性光学介质的方法，该介质对于TE波和TM波都是完全和全方向不可见的，只要它们的波数不超过预先指定的值$α$。这依赖于这样的观察，即复散射势$v(x,y)$对于波数$k\leqα$表现出完美的不可见性，条件是其关于$y$的傅里叶变换，我们用$\tilde v(x,\mathfrak{K}_y)$表示，对于$\mathfrak{K}_y\leq 2α$为零。我们使用这个结果来构建一个现实的光学板，这是完全不可见的波数窗口$[0,α]$的介电常数分布。
2017-05-01 math-ph math.MP physics.optics
An inverse method of designing cylindrical cloaks without knowing coordinate transformation
本文提出了一种反求理想圆柱形斗篷参数的方法，首次在不知道具体坐标变换的情况下揭示了理想圆柱形斗篷参数之间的内在联系。所需的参数推导出的隐形发电机，这是非常普遍的，并允许我们检查的参数配置文件的意义的积分形式。在隐身圆柱对平面波散射的全波数值模拟中，验证了这种反演方法的有效性和隐身特性。
2009-07-02 physics.optics
Experimental demonstration of non-magnetic metamaterial cloak at microwave frequencies
超材料为电磁场的前所未有的控制铺平了道路1，2。与空间坐标变换的结合导致了一种新的“相对论启发”的方法来控制光的传播。“隐形斗篷”是最迷人的建议devices 3，4。然而，到目前为止，实现的结构使用分级的“变磁性”，以实现隐身功能11。然而，尽管目前有希望的构建块13 -17不适合光学隐身，但在光学中获得人工磁性仍然非常具有挑战性。我们在这里报告的第一个实验演示的非磁性斗篷在微波频率的直接映射的磁场与第一个实验表征的斗篷在自由空间配置。隐藏区的直径为4.4波长单位，是迄今为止实验报道的最大直径。该原理可以缩小到光域，同时保持与当前纳米纤维技术的兼容性。
2009-07-25 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
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
Three-dimensional magnetic cloak working from DC to 250 kHz
隐形隐身是超材料研究的主要成果之一，但实际潜力，特别是对于高频（例如，微波到可见光），受到它们通常要求的复杂材料特性的致命挑战。另一方面，为电磁部件有利地解耦的低频应用设计隐身装置将是有利的，并且在技术上也是有用的。在这项工作中，我们极大地发展了双层方法，以创建一个三维磁斗篷能够在静态和动态领域的工作。在准静态近似下，我们展示了一个完美的磁隐身装置，具有从零到250 kHz的大频带。我们的设备的实际潜力是通过使用商业金属探测器，这可能会导致我们有一个真正的隐身应用程序中的动态磁场可以操纵在所需的方式进行实验验证。
2015-11-25 physics.optics
Scattering Suppression from Arbitrary Objects in Spatially-Dispersive Layered Metamaterials
通过使物体对外部电磁探测器不可见来隐藏物体，这被称为隐形。隐身装置具有许多潜在的应用，但在实现方面仍面临挑战，特别是在可见光谱范围内。特别是，隐形衣实施所需的超材料的固有损耗和极端参数是限制因素。在这里，我们用数值方法证明了在空间色散超材料中作为一个无反射的隐藏覆盖物对任意形状物体的散射的几乎完美的抑制。我们认为实现的超材料作为一个金属-电介质多层和演示抑制散射从任意对象在向前和向后的方向与完美地保存波前和小于10%的绝对强度变化，尽管空间色散效应存在于复合超材料。除了通常的散射抑制应用，所提出的配置可以作为一个简单的实现无散射检测器和传感器。
2015-01-02 physics.optics
Broadband directional invisibility
本文将满足空间 Kramers-Kronig 关系的单向宽带隐身推广到二维、三维标量波及三维电磁波，给出势与介质张量实现有限频段完美定向隐身的充分条件。
2023-11-04 math.AP physics.class-ph physics.optics
Wide-Angle Invisible Dielectric Metasurface Driven by Transverse Kerker Scattering
干涉是惠更斯源设计的基石，用于重塑和控制散射图案。传统的支撑原理，例如对于Kerker效应，是电和磁偶极子和四极模的干涉。本文提出了一种仅利用电偶极子和磁四极子干涉实现横向Kerker散射的途径。该方法在超薄硅方纳米片超颖表面上进行了数值验证，并通过多极分解得到进一步验证。超颖表面被证明是不可见的fornear-infrared波长和增强的电场在该地区的纳米粒子。此外，我们进一步开发所提出的方法与实际实施的隐形应用，通过探索的影响的纵横比的方板纳米谐振器，粒子间的分离，和基板的存在。进一步证明了横向磁平面波在斜入射至60°时的不可见性。结果是相关的惠更斯超颖表面设计完美的反射器，不可见性和设备的谐波发生操作。
2021-01-13 physics.optics
On the Minimal Scattering Response of PEC Cylinders in a Dielectric Cloak
最近的研究表明，使用单层均匀介质包层，无限大的理想导电（PEC）圆柱体可以几乎完美地屏蔽垂直入射的电磁波。在这里，我们研究这种结构的电磁响应，目的是了解这种隐身现象的主要机制。我们引入了一个简单的模型的斗篷PEC圆柱体，取代它的全向电线散射和双极磁之一，因此，远场被确定在一个紧凑的封闭形式。结果的分析表明，最佳的隐身制度对应的频率点的总电矩是大大减轻，因此该设备的辐射模式类似于磁偶极子线。在附近的最佳隐身频率，我们观察到的响应接近惠更斯的电和磁力线散射对。
2012-11-23 math-ph math.MP physics.optics
