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
A carpet cloak for heat flux and temperature field
基于变换光学理论,我们提出了一种新的地毯装置,可以用来热保护一个区域免受外部热流的入侵。设计的设备被称为“热地毯”,它提供了相当大的隐身效果。分析了不同方向热流的隐身性能。与文献中报道的大多数热斗篷设计不同,材料参数在整个斗篷中的位置是恒定的,这表明只需要一种类型的超材料复合材料来制造这种地毯。
2013-04-06 physics.optics
Broadband Cross-Circular Polarization Carpet Cloaking based on a Phase Change Material Metasurface in the Mid-infrared Region
针对目前大多数隐身装置都集中于线偏振隐身,而对中红外隐身特性研究较少的现状,提出了一种中红外波段交叉圆偏振隐身地毯隐身装置。基于Pancharatnam Berry相位原理,精心设计了具有交叉圆极化梯度相位的单胞,并将其构造成一个超表面。为了实现可调谐交叉圆偏振地毯斗篷,在单元结构的设计中引入了相变材料。当相变材料处于非晶态和晶态时,所提出的超颖表面单元可以实现高效的交叉偏振转换,并且反射强度可以调节。根据地毯隐身的相位补偿原理,利用所设计的单元结构,构建了一种具有相位梯度的超表面隐身装置。从近场和远场的分布,交叉圆偏振隐身特性被证实在宽带波长范围内。提出的隐身装置可以有效地抵抗交叉圆偏振探测。
2022-03-04 physics.optics
Conformal carpet and grating cloaks
我们介绍了一类保形版本的先前介绍的准保形地毯斗篷,并展示了如何构建这样的保形斗篷不同的斗篷形状。我们的方法提供了精确的折射率分布在封闭的数学形式,通常的地毯斗篷以及其他形状。通过分析它们的渐近行为,我们发现有限尺寸斗篷的性能对于平均值为零的金属形状变得更好,例如,用于光栅。
2010-09-09 physics.optics
Revisit the carpet cloak from optical conformal mapping
原始的地毯斗篷[物理学。101,203901(2008)]通过数值方法,准保角映射设计。因此,它的折射率分布的数值计算。在这封信中,我们提出了一种新的地毯斗篷的基础上的光学保角映射,与一个解析形式的折射率分布,从而方便未来的实验设计。
2013-04-11 physics.optics
Experimental realization of a carpet cloak for temperature field and heat flux
基于变换光学原理,提出并实验实现了一种新型的热毯斗篷。我们称之为“热毯”的装置提供了相当大的隐形效果。设计、制作并测试了该器件的热隐身性能。与以前的实验工作相比,这种设计的优点是所需的介质参数是固有的各向同性,因此更容易制造。
2014-03-20 physics.optics
Experimental verification of broadband cloaking using a volumetric cloak composed of periodically stacked cylindrical transmission-line networks
通过测量验证了使用由堆叠的二维传输线网络组成的体积结构的隐身。测量是在波导中进行的,其中插入了金属圆柱体阵列,导致波导短路。金属圆柱体使用先前设计和模拟的斗篷来隐藏圆柱体,从而使波在波导内传播。
2008-11-18 physics.optics
A Mirror Based Event Cloaking Device
我们提出了一种不使用超材料实现事件掩蔽设备的方法。我们不是减慢或加快光的速度,而是通过布置可切换的透反镜使光通过适当长度的路径来操纵暗隙。
2013-08-12 physics.optics
Paraxial ray optics cloaking
尽管在光学空间隐身方面有很大的兴趣和进展,但在可见光区的三维(3D)、透射、连续多方向隐身尚未得到证实。在这里,我们实验证明这样的斗篷使用射线光学,虽然有一些边缘效应。我们的设备不需要新材料,使用各向同性现成的光学器件,易于缩放以掩盖任意大的物体,并且与光学材料的选择一样宽带,所有这些都是当前隐身方案的挑战。此外,我们提供了一个简洁的形式主义,量化和生产完美的光学斗篷在小角度(“傍轴”)的限制。
2014-11-08 physics.optics
Newtonian photorealistic ray tracing of grating cloaks and correlation-function-based cloaking-quality assessment
光栅斗篷是绝缘地毯(或接地层)斗篷的一种变体.后者是由李和Pendry介绍的。与准共形地毯斗篷中的数值计算工作不同,共形光栅斗篷的折射率分布遵循封闭的精确解析形式。我们前面已经提到过,有限尺寸的共形光栅隐身衣可能比通常的有限尺寸地毯隐身衣表现出更好的隐身效果。在这封信中,我们直接可视化他们的表现使用真实感光线跟踪模拟。我们采用了牛顿的方法,这是有利的,相比传统的射线跟踪的基础上斯涅耳定律。此外,我们通过计算渲染图像的互相关来量化所达到的隐身质量。光栅斗篷的互相关更接近100%(即,理想)比那些高斯地毯斗篷。
2010-12-22 physics.optics
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
Paraxial full-field cloaking
我们通过将其扩展到全光场,完成了之前提出的“近轴”(小角度)射线光学掩盖形式主义[Choi和Howell,Opt. Express 22,29465(2014)]。全向性是唯一的宽松的参数,可以被认为是一个理想的,宽带,场斗篷。我们表明,均匀厚度的各向同性板,适当设计的折射率和色散,可以匹配的相位在整个可见光谱。我们的研究结果支持宽带与全向隐身的基本限制,并提供见解时,可能需要各向异性。
2015-06-04 physics.optics
Carpet cloaking on a dielectric half-space
地毯式隐身是为了将目标隐藏在介质半空间中而不被电磁探测到。一个由解析函数指定的二维保角变换用于设计。只有一个非奇异的材料参数分布足以表征。隐身罩位于介质半空间上,由用于电磁波重定向的无损上部和用于诱导正确反射系数和吸收透射的吸收底部层组成。数值模拟与高斯光束入射进行验证。
2010-04-29 physics.optics
Comment on "Scattering Theory Derivation of a 3D Acoustic Cloaking Shell"
在最近的一封信中,Cummer等人给出了引起三维球形斗篷的声波传播的材料参数的描述,并在散射系数水平上验证了斗篷现象。Chen和Chan给出了类似的构型。在这篇评论中,我们表明,这些理论结构直接遵循我们早期的工作http://arxiv.org/abs/math/0611185关于黎曼度量的亥姆霍兹方程的隐身的全波分析。此外,那里的分析涵盖了声辐射物体被封闭在隐形区域中的情况。
2008-01-21 physics.optics
Simple, broadband, optical spatial cloaking of very large objects
我们展示了三个简单的隐身设备,可以隐藏非常大的空间物体在整个可见光谱,只使用被动,现成的光学。所有设备的隐身区域都超过10^6 mm3,最大的超过10^8 mm3。虽然是单向的,但这些隐形可以隐藏被隐形的物体,即使物体是横向的或自发光的。由于可用的立体角小,但缩放简单,这些隐身衣在隐藏小视场物体(如中高地球轨道卫星)方面可能有价值。
2013-06-10 physics.optics
Switchable Virtual, Augmented, and Mixed Reality through Optical Cloaking
提出了一种利用数字光学隐身的可切换虚拟现实(VR)、增强现实(AR)和混合现实(MR)系统。光学隐身允许完全不透明的VR设备被“隐身”,切换到AR或MR,同时提供正确的三维(3D)视差和现实世界的视角,而不需要透明的光学器件。另一方面,具有非零厚度的3D捕获和显示设备需要光学隐身以正确地显示捕获的现实。具有两个摄像机和现有VR系统的简化立体系统可以近似于有限的VR、AR或MR。为了提供真正的3D视觉效果,可以使用多个输入摄像机、3D显示器和相当于隐形的简单线性计算。由于VR、AR和MR的显示尺寸要求通常很小,随着计算能力和像素密度的增加,这里提出的框架可以提供可广泛部署的VR、AR和MR设计。
2018-02-06 physics.optics
Limitations on bandwidth-integrated passive cloaking
本文提出计算被动隐身斗篷在非零带宽下性能界限的通用框架,证明有限尺寸各向同性斗篷无法实现完美隐身,并揭示了界限与带宽、材料损耗及设计区域厚度的标度关系。
2024-08-01 physics.optics
Scattering Cancellation based Cloaking for the Maxwell-Cattaneo Heat Waves
在这项工作中,我们从理论上提出了散射抵消为基础的斗篷,遵守麦克斯韦-卡塔内奥方程的热浪。拟议的斗篷具有精心定制的扩散率,以消除它们周围物体的偶极散射,因此可以使小物体在近场和远场都不可见,如全波有限元模拟所示。地幔热隐身进一步分析和建议,以简化设计,使这种隐身技术更接近其实际实施,在纳米电子学和国防相关的应用前景广阔的应用。
2018-12-25 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
Broadband cloaking with volumetric structures composed of two-dimensional transmission-line networks
利用商用全波仿真软件研究了两种基于传输线方法的微波隐身衣的隐身性能。斗篷被证明是能够减少总散射截面的金属物体的一些限制的形状和大小。其中一个研究的斗篷是电小直径,另一个是电大,直径等于几个波长。
2008-11-20 physics.optics
Cloaking of Arbitrarily Shaped Large-Scale Objects Through the Injection of Electromagnetic Invisibility Genes
Key Lab of Advanced Transducers and Intelligent Control System, Ministry of Education and Shanxi Province, College of Physics and Optoelectronics, Taiyuan University of Technology(先进换能器与智能控制系统重点实验室(教育部和山西省),物理与光电工程学院,太原理工大学);The Department of Electronic Systems, Aalborg University(电子系统系,奥尔堡大学)
提出一种受生物伪装启发的电磁隐身基因注入策略,通过将物体分解为亚波长单元并注入定制隐身基因,实现了任意形状、介电常数2-10及不同单元形态物体的高效隐身,突破了传统散射抵消隐身的形状和尺寸限制。
2026-05-29 physics.optics
Arbitrary access temporal pulse cloaking and restoring in periodically poled lithium niobate
时间斗篷激发了量子和光纤通信隐藏时间事件的安全性和效率研究的创新。现有的具有ps ~ns掩蔽窗口的时间掩蔽方法大多采用三阶非线性。在这里,我们探讨了一个时间斗篷永久隐藏脉冲事件使用高效率的二阶非线性。将时间脉冲事件伪装成具有恒定强度的连续波,并通过连续波与探针之间的偏振相关和频产生过程来恢复。周期极化锂离子晶体中准相位匹配的二阶非线性过程的变化保证了脉冲事件在传输过程中不会被窃取。这种时间隐身在锂离子薄膜光子集成电路的信息安全中具有良好的应用前景。
2019-11-23 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
Theory of diffusive light scattering cancellation cloaking
我们报告了一个新的概念,隐身对象在漫射光制度使用的散射抵消和地幔隐身技术的范例。我们数值计算表明,一个对象可以完全不可见的扩散光子密度波,通过剪裁包围对象的球壳的扩散系数常数。这意味着光子在物体外部流动,而由这些球壳制成的斗篷就像物体不存在一样。漫射光的不可见性可能为红外热成像或组织成像中隐藏热点开辟新的前景。
2016-03-03 physics.optics
Anisotropic Metamaterials Emulated by Tapered Waveguides: Application to Optical Cloaking
我们证明,需要各向异性介电常数和磁导率的超材料设备可以通过专门设计的锥形波导来仿真。这种方法可实现低损耗、宽带性能。基于这种技术,我们展示了在可见光频率范围内的宽带电磁隐身,其尺度比波长大100倍。
2009-04-01 physics.optics
Temporal cloaking with accelerating wave packets
本文从理论上提出了一种基于加速波包的时域隐身方案。单色光波的一部分被赋予了不连续的非线性频率啁啾,因此当不同频率分量在色散存在下传播时,在时空中产生了两个相反的加速焦散。在这个双凸时间间隙内部的光强度可以忽略不计,因此隐藏了封闭的事件。与先前的时间掩蔽方案相比,其中光连续地传播通过具有相反色散的两种不同介质,加速波包在单个色散介质中连续地打开和关闭掩蔽的时间窗口。此外,双凸时间间隙可以被定制成任意形状,并且与它们的菱形对应物相比提供更大的强度抑制。
2014-06-17 physics.optics
Macroscopic Invisibility Cloaking of Visible Light
由于变换光学和保角映射的理论工具,隐形斗篷过去仅限于想象,现在已经变成了科学现实。受这些理论工作的启发,已经报道了在各种电磁频率下电磁隐身斗篷的实验实现。然而,迄今为止展示的所有隐形斗篷都依赖于具有空间变化电磁特性的纳米或微米制造的人造复合材料,这将隐形区域的大小限制在几个波长内。在这里,我们报告实现了一个宏观的体积隐形斗篷构造的天然双折射晶体。这种隐形衣在可见光频率下工作,能够隐藏厘米和毫米尺度的三维物体。我们的工作为未来的宏观隐身装置的应用开辟了道路。
2010-12-13 physics.optics
Power scattering and absorption mediated by cloak/anti-cloak interactions: A transformation-optics route towards invisible sensors
“隐身”电磁传感器的建议性想法,即,最近在文献中基于散射抵消、Fano共振或变换光学方法提出了在保持其场感测(吸收)能力的同时强烈地降低其可见性(散射)。在本文中,我们探索了一种替代的,基于变换光学的路线,它依赖于最近引入的概念“反隐身”。“更具体地说,我们提出的方法依赖于对竞争性隐身和反隐身机制的适当调整,在二维圆柱形场景中相互作用。通过分析和参数研究,我们说明了潜在的现象,确定关键的设计参数,并解决相关的最优性和权衡问题,同时考虑到材料损失的影响。我们的研究结果证实了所设想的潜在的建议变换光学方法作为一个有吸引力的替代路线传感器隐身。
2010-08-23 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
Cylindrical cloaking at oblique incidence with optimized finite multilayer parameters
我们提出了多层圆柱形隐身斗篷,通过结合散射和遗传优化的解析形式优化的斜入射。我们表明,通过只使用四层均匀和各向异性的超材料没有大的本构参数值,斜入射的散射可以减少两个订单。虽然优化是在一个单一的入射角,斗篷提供了减少散射在一个大范围的入射角。
2010-04-15 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
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
Natural Light Cloaking for Aquatic and Terrestrial Creatures
一件斗篷,可以隐藏生物从视线是一个常见的神话特征,但仍然没有实现作为一个实际的设备。为了保持波的相位,Pendry \emph{et al.}以前提出的隐身方案需要改变隐藏物体周围的电磁空间,使得弯曲的射线必须比经过它的射线传播得快得多。难以实现的相位保持要求是大目标宽带偏振不敏感隐身衣的主要障碍。在这里,我们提出了一个简化版本的Pendry的斗篷,取消了相位保持的要求,因为与人眼的相位和偏振不敏感的非相干自然光的观察无关。这使得斗篷的设计可以使用常用的材料大规模制造,我们成功地报告了在人类眼前隐藏生物,一只猫和一条鱼。
2013-06-07 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
Cloaking of levitating objects above a ground plane
这封信中提出了一种隐藏悬浮或飞行在导电片上方的物体的方法。所提出的设备利用各向同性的负折射率材料,没有极端的材料参数,并创建一个远程导电片的错觉。数值模拟研究了该隐身衣在二维和三维情况下的性能。
2010-09-06 physics.optics
Time delays and energy transport velocities in three dimensional ideal cloaking
得到了三维理想斗篷的能量输运速度分布。在工作频率附近,能量输运速度具有较为特殊的分布。沿着连接斗篷原点的直线的速度是一个常数,而在斗篷的内边界处速度接近于零。一条直接指向斗篷原点的光线,当它撞击到斗篷的内表面时,会经历速度的突然变化。这种特殊的分布导致无限的时间延迟的理想斗篷内的几何光学描述。
2008-04-28 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
Full-wave simulations of electromagnetic cloaking structures
基于坐标变换方法,Pendry { \it et al.}已经报道了电磁各向异性和非均匀壳,理论上,其完全屏蔽任意尺寸的内部结构免受电磁场的影响,而不扰动外部场。我们报告全波模拟的圆柱形版本的这种隐身结构,使用理想和非理想的(但物理上可实现的)电磁参数,努力了解在实践中实现这样的结构的挑战。仿真结果表明,电磁隐身结构的性能是不是特别敏感,适度的介电常数和磁导率的变化。这与工程电磁材料的其他应用相反,例如使用负折射率材料的亚波长聚焦。隐身性能随着损耗的增加而平滑地降低,并且可以利用由理想连续介质的八层(均匀)近似组成的圆柱形壳体来实现有效的低反射屏蔽。
2006-07-26 physics.optics
Molding the flow of light with a magnetic field: plasmonic cloaking and directional scattering
本文研究了由磁光壳覆盖的介质柱组成的系统中的电磁散射和等离子体隐身。在长波长的限制,我们证明了外部磁场的应用程序不仅可以打开和关闭的隐身机制,但也减轻了损失,作为吸收截面被证明是最小的精确的隐身操作频带。我们还表明,散射辐射的角分布可以有效地控制通过施加外部磁场,允许在散射图案的迅速变化。通过证明这些结果对于现实的现有磁光材料是可行的,例如在SiC上外延生长的石墨烯,我们建议磁场可以用作有效的,多功能的外部代理来调整等离子体斗篷并以前所未有的方式动态控制电磁散射,我们希望这些结果可以在破坏性光子技术中找到用途。
2014-04-15 physics.optics
Nearly-Perfect Non-Magnetic Invisibility Cloaking: Analytic Solutions and Parametric Studies
坐标变换隐形方法依赖于各向异性的、空间不均匀的“变换介质”的设计,该介质能够适当地改变区域周围的能量通量以隐藏,而不会在外部区域引起任何散射。众所周知,这种介质的固有磁性限制了基于亚波长内含物(例如,开口环谐振器)。因此,对于光学范围,已经提出了基于本构参数的近似减少的非磁性实现。在本文中,我们提出了一种替代方法,非磁坐标变换隐身,从一个几乎透明的,各向异性和空间不均匀的虚拟域的映射的基础上。我们表明,与文献中的同行不同,我们的方法适合精确的分析处理,其整体性能与标准(磁)隐身的非理想(有损,色散,参数截断)实现相当。
2009-05-09 physics.optics
Extremely Thin Dielectric Metasurface for Carpet Cloaking
我们展示了一种新的和简单的方法来掩盖一个散射在地平面上。我们使用一个非常薄的介质超颖表面(λ/12)来重塑由散射体扭曲的波前,以模仿平坦地平面的反射图案。为了实现这种地毯式隐身,反射角必须等于散射体上各处的入射角。我们使用渐变超颖表面,并计算所需的相位梯度来实现隐身。我们的超颖表面局部地提供额外的相位波前,以补偿由几何失真引起的光路之间的相位差。我们设计我们的元表面在微波范围内使用高度亚波长介质谐振器。我们验证了我们的设计,全波时域模拟使用微结构谐振器,并表明结果匹配理论非常好。这种方法不仅可以应用于隐藏地平面上的任何散射体在微波频率下,而且还可以应用于更高频率直到近红外。
2015-03-29 physics.optics
Transmittable Nonreciprocal Cloaking
隐形通常是相互的。我们在这里介绍的概念\emph{transmittable nonreciprocal cloaking},其中的隐身系统作为一个标准的全向斗篷外部照明,但可以传输光从其中心向外的意愿。我们展示了一个具体的实施,包括在一组同心的双各向异性元表面,其最里面的元素是非互易性的,并设计为同时阻止向内的波和通过-无论是omnidirectionaly或定向-向外波。这种隐身技术代表了传统隐身技术的一种根本性的多样化,并可能在隐身、避免阻塞、错觉和冷却等领域得到应用。
2022-12-07 physics.app-ph physics.optics
Application of Transformation Optics for the Purpose of Cloaking
变换光学的出现引发了与各向异性介质中电磁波传播相关的器件设计和应用。本文提出了一种利用球坐标系的坐标变换来设计具有任意凸形几何形状物体的三维隐身衣的方法。为了验证算法,对具有轴对称性的椭球体进行了射线追踪过程。
2020-11-11 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
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
Plasmonic metamaterial cloaking at optical frequencies
在本文中,我们提出了在可见光频率工作的圆柱形和球形电磁斗篷的设计。斗篷的设计是基于使用由交替的等离子体和非等离子体材料组成的分层结构,并在光学频率下表现出有效的ε近零材料的集体行为。首先设计了一种圆柱形隐身衣,用于隐藏圆柱形目标。提出了两种可供选择的布局,并考虑了磁性和非磁性物体。最后,介绍了球形隐身衣的设计。整个文件中提出的全波模拟证实了所提出的设置的有效性,并显示如何使用这种技术来减少圆柱形和球形物体的可观测性。损失的影响也被考虑在内。
2008-07-30 physics.optics
Cloaking of Matter Waves
提出了量子力学系统的不变变换。通过设计隐身区域内物质波的势和有效质量,可以在给定能量下实现物质波的隐身。这种隐身所需的一般条件的确定和确认波和粒子(经典)的方法。我们证明了利用光晶格构造这样一个冷原子隐身系统是可能的。
2008-01-15 physics.gen-ph physics.optics
Enhancement of non-resonant dielectric cloaks using anisotropic composites
隐形技术通过控制电磁波的流动来最小化散射来隐藏物体。本文研究了均匀化各向异性材料在非谐振介质多层隐身中的有效性。由于现有的各向同性材料多层隐身从宏观上可以看作是均匀的各向异性隐身,各向异性材料可以通过优化其物理性能来有效地设计。如果材料的物理性质在适当的范围内,则可以在两相复合材料中实现各向异性性质。优化的各向异性的物理性能确定的数值优化技术的基础上,使用有限元法的全波模拟。与各向同性材料的多层隐身相比,八层和三层圆柱形隐身材料的总散射宽度测量的隐身性能分别提高了约2.8%和25%。在所有隐身实例中,两相复合材料的优化微观结构被确定为两种材料的简单层压,其最大化各向异性。使用各向异性材料的三层隐身可以实现与公布的各向同性材料的八层隐身相同的性能。即使在八边形物体中,也能实现总散射宽度减小约50%的隐身。由于可以使用仅几层的层压各向异性介电复合材料来实现隐身效果,因此这在隐身装置的大规模生产中可能具有优势。
2013-07-25 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
Generalized Cloaking and Optical Polyjuice
在本文中,斗篷的推广: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,以使任何隐藏在斗篷中心孔的对象,一个完全任意的外观。
2009-09-04 physics.comp-ph physics.optics
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
Bistatic scattering characterization of a three-dimensional broadband cloaking structure
在这里,我们提出了在X波段的有限尺寸的金属圆柱体的宽带隐身的完整的实验表征的结果。隐身效果的特点是测量的双基地散射模式的非隐身和隐身的对象在自由空间,然后将这些相互比较。测量结果表明,宽带隐身效果,并在良好的协议与数值预测。
2012-01-04 physics.class-ph physics.optics
Acoustic cloaking and imaging using complementary media
Yun lai等[PRL 102,093901]基于互补介质的概念提出了一种在壳体外实现目标隐身的方案,我们将其推广到声波中,并数值演示了如何利用互补介质实现声隐身和成像。
2009-05-21 physics.class-ph 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