Ray Tracing in an Arbitrary Cloak in Two Dimensions
研究了二维任意几何形状各向异性介质中的电磁波行为。其目的是跟踪光线在这种复杂介质中的路径，以实现隐形（不可见）。一个坐标变换进行制定的环形区域的中心的结构，其拓扑结构是一个缩放的几何结构的外边界。
2015-11-26 physics.optics
Design Arbitrary Shaped 2D Acoustic Cloak without Singularity
提出了一种无奇异性的任意形状二维各向同性惯性声隐身衣的设计方法。该方法基于变换方法的变形观点，将变换张量A确定为变形梯度张量，变换后的材料参数可以用变形主系统中的主拉伸来表示。一个理想的2D斗篷的无限材料参数是由一个方向上的无限主拉伸，而其他两个保持有限的内边界在转换过程中。为了克服这个困难，对于二维斗篷，我们可以选择垂直于斗篷平面的主拉伸也是无限的，但在变换过程中与斗篷平面中的无限主拉伸的顺序相同，因此变换后的材料参数可以保持有限。为了说明这一思想，给出了圆柱形声隐身衣的非奇异材料参数的解析表达式。对于不规则形状的声隐身衣，提出了一种计算其主伸缩量进而计算非奇异材料参数的数值方法。通过数值仿真验证了所设计的二维隐身衣的有效性。
2009-07-14 physics.class-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
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
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
Concealing arbitrary objects remotely with multi-folded transformation optics
一件隐形斗篷，可以隐藏一个任意的对象以外的斗篷本身还没有被设计出来。在这封信中，我们介绍了一种设计远程隐形设备的新方法，该设备可以使位于一定距离处的任何物体都不可见。这是使用多折叠变换光学器件来实现的，以在物体周围远程生成没有场可以穿透并且不干扰远场散射电磁场的隐藏区域。因此，隐藏区域中的任何对象都可以保持在该位置或在该区域内自由移动并保持不可见。我们的想法是进一步扩展，以设计一个远程错觉光学，可以将任何任意对象到另一个。与其他隐形方法不同，这种方法不需要了解物体本身的细节。所提出的多折叠变换光学器件将在各种背景下的远程设备的设计中至关重要。
2015-12-19 physics.optics
Electromagnetic cloaking in convex and concave media with surface modelled as a parameterised function
变换光学的出现为设计与各向异性介质中电磁波传播有关的大量应用开辟了途径。本文提出了一种利用坐标变换和分段函数设计具有任意几何形状的三维隐身衣的算法。假设斗篷的表面和所考虑的物体的表面是共形的。对于任意几何形状，对曲面建模所需的坐标系可以是非正交系统。为了验证算法的有效性，对椭球面和轴对称凹面进行了射线追踪。为了求解用于射线追踪的哈密顿方程，对于这里考虑的任意几何形状，解析地找到导数的过程变得非常麻烦。在这里，一个数值方法，它提供了一个更好的近似偏导数比传统的有限差分方法的基础上向前的差异。
2015-11-26 physics.optics
Isotropic-medium three-dimensional cloaks for acoustic and electromagnetic waves
我们提出了一个推广的二维eikonal-limit斗篷来自保角变换到三维。建议的斗篷是一个球壳组成的各向同性介质，它在传输模式下工作，不需要镜子或接地平面。与众所周知的全向球形斗篷不同，它只能在非常有限的观察角度范围内降低任意物体的可见性。在短波长范围内，这种隐形结构不仅可以恢复入射光线的轨迹，还可以恢复它们的相位，这是完全隐形的必要因素。标量波（声学）和横向矢量波（电磁）的版本。
2012-03-26 physics.optics
Ultrathin carpet cloak enabled by infinitely anisotropic medium
由于在变换光学（TO）和超颖表面领域进行的开创性研究，最近已经实现了许多前所未有的设备，如隐形斗篷。然而，这些方法中的每一种都具有一些缺点，限制了所设计的设备对于现实生活场景的适用性。例如，TO研究导致具有与隐藏物体的尺寸相当或甚至大于隐藏物体的尺寸的厚度的庞大涂层。本文基于坐标变换，提出了一种利用薄各向异性介质（IAM）实现任意形状和大小目标隐藏的地毯式隐身衣。结果表明，与以前的基于超颖表面的地毯斗篷，建议IAM隐藏对象从所有的观察入射角，而它是非常薄的对象尺寸相比。这种材料还避免了传统的变换光学系统的复杂性，并且可以很容易地在实际场景中实现。为了证明所提出的地毯斗篷的能力，进行了几个全波模拟。最后，作为概念验证，基于有效介质理论实现了IAM，该理论与理论研究获得的结果具有良好的一致性。该材料的引入不仅是向隐身衣迈出的重要一步，而且可以极大地促进其他基于TO的器件的实际应用。
2020-12-19 physics.app-ph physics.class-ph physics.optics
Reshape the perfect electrical conductor cylinder at will
提出了一种设计任意截面圆柱形隐身罩、聚光器和超散射体的通用方法。该方法是通过一个完美的电导体（PEC）整形器的设计，这是能够重塑一个PEC圆柱体任意的斗篷，集中器和超散射体的概念结合在一起。数值模拟证明了它的性能。
2008-08-05 physics.gen-ph physics.optics
A Unified Approach to Nonlinear Transformation Materials
由于变换光学，光学装置的几何方法的进步导致了斗篷、聚光器和其他装置的发展。从广义相对论出发，证明了变换光学可用于引力场的研究。然而，该技术目前仅限于线性器件，因为非线性的一致方法（包括非线性背景介质和非线性变换的情况）仍然是一个悬而未决的问题。在这里，我们表明，非线性可以纳入变换光学在一个一致的方式。我们用它来说明一些新的效果，包括隐形的光孤子，建模爱因斯坦场方程的非线性解决方案，控制德拜固体中的传输，并制定了一套本构关系的相对论性斗篷在任意非线性背景。
2017-03-09 cond-mat.other gr-qc nlin.SI
Generalization of Wolf Effect of light on Arbitrary Two-Dimensional Surface of Revolution
二维曲面物理的研究对于广义相对论的研究具有重要意义，因为它可以在实验模拟中实现，可以在实验室中验证微弱的引力效应。在曲面上研究了粒子和电磁波的动力学现象。在这里，我们考虑沃尔夫效应，由于光场的波动性质，在一个任意的旋转表面（SOR）的光谱移动的现象。导出了部分相干光束在任意面状超反射镜上传输的一般表达式，并得到了相应的光谱演化。通过定义有效传播距离和有效横向距离两个量，研究了表面拓扑结构对光谱移动的额外影响，并与纵向和横向固有长度进行了比较。当定义的有效量大于真实本征长度时，谱移加速，反之亦然。本文还以圆柱面、圆锥面、幂函数生成的表面粗糙度和周期性花生壳形状为例进行了具体分析。本文将Wolf效应的研究推广到了任意的空间超光速器，并提供了一种通用的方法来分析任何拓扑已知的超光速器的传播特性。
2018-11-18 physics.optics
Calculation of material properties for arbitrary shape transformation media
提出了一种计算任意形状相变介质材料参数的通用方法。通过拉普拉斯方程求解变换区域内的原始坐标，我们可以数值地得到变形场，进而得到待设计器件的材料特性，如具有任意形状的斗篷、旋转器或集中器。该方法也可用于设计具有非固定外边界的器件，如光束导向器。最后给出了全波模拟的例子。最后，从变形的角度讨论了转换介质中的波速和能量变化。
2008-08-27 physics.optics
Theory of light propagation in arbitrary two-dimensional curved space
二维曲面光学作为广义相对论的一种模拟模型，在过去的十年中受到越来越多的关注。本文根据惠更斯-菲涅耳原理，提出了一个研究光在任意二维曲面上沿任意测地线传播的理论框架。这一理论不仅解决了以往在旋转曲面上人工奇点处存在的“无限强度”之谜，而且使研究任意二维曲面上的光传播成为可能。基于这一理论，我们以Flamm抛物面为例，研究了光在旋转曲面上的传播效应，由此可以理解光在Schwarzschild黑洞弯曲几何中的行为。我们的理论为研究弯曲空间中的辐射问题提供了一个方便而有力的工具。
2021-09-29 gr-qc physics.optics
Approaches to Three-Dimensional Transformation Optical Media Using Quasi-Conformal Coordinate Transformations
本文介绍了一种基于广义准保角映射的三维变换光学介质的设计方法。广义准共形TO（QCTO）方法使介质的设计，原则上，可以是宽带和低损耗，同时控制波的传播与任意角度的入射和偏振。我们说明了在一个三维的“地毯”地平面斗篷和一个扁平的Luneburg透镜的设计方法。光线跟踪研究证实了QCTO介质的性能，同时也揭示了这些设备的仅索引版本的有限性能。
2010-07-26 physics.optics
Illusion optics: The optical transformation of an object into another object
我们建议使用变换光学产生一个一般的错觉，这样一个任意的对象似乎是像我们选择的其他对象。这是通过使用远程设备来实现的，该设备将虚拟边界外的散射光转换为为用于错觉的对象的散射光，而不管入射波的轮廓如何。这种类型的错觉装置也使人们能够透过墙壁看到。我们的工作将隐形作为一种特殊形式的错觉的概念扩展到更广泛的错觉光学领域。
2009-05-10 physics.optics
