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
Hiding Under the Carpet: a New Strategy for Cloaking
讨论了一种新型的斗篷：一种使所有被斗篷覆盖的物体看起来像一个扁平的导电片的斗篷。它的优点是，斗篷的参数都不是奇异的，实际上可以使其各向同性。它使光频宽带隐身更近了一步。
2008-06-26 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
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
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
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
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
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
Infrared carpet cloak designed with uniform silicon grating structure
通过一个特别选择的坐标变换，我们提出了一个光学地毯斗篷，只需要均匀的各向异性介质材料。所提出的隐身衣可以很容易地模仿和实现的各向同性的交替层。为了证明隐身性能，我们设计了一个二维版本，在绝缘体上硅晶片上制造的均匀硅光栅结构可以作为红外地毯斗篷。该隐身衣已通过全波电磁仿真验证，非共振特性也使波长范围从1372到2000 nm的宽带隐身成为可能。
2009-10-22 cond-mat.mtrl-sci 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
Photorealistic rendering of unidirectional free-space invisibility cloaks
地毯或地平面隐形斗篷在反射中隐藏物体，并通过构造阻止透射。这一概念大大降低了对材料的要求，因此能够进行各种实验演示。相比之下，自由空间隐形斗篷应该在反射和透射两种情况下工作。全方位三维自由空间斗篷的制造仍然面临着重大挑战。最近，地毯斗篷的想法已经被用于单向自由空间隐形斗篷的实验，这种隐形斗篷只能在一个特定的观察方向上完美工作，并且根据设计，也只能在一个线性偏振的光下工作。在这里，通过使用真实感光线跟踪，我们可视化的性能，四种类型的单向斗篷在三维不同的观看方向和不同的光偏振，揭示这些方法的优点和局限性，在一个直观的方式。
2013-01-14 physics.optics
Tunable Graphene Metasurface Reflectarray for Cloaking, Illusion and Focusing
我们提出了一种基于石墨烯的超颖表面，可以通过应用静电门控而不修改超颖表面的几何形状，在不同的操作机制之间进行主动调谐，例如异常光束转向和聚焦，隐身和错觉光学器件。通过将石墨烯纳米带（GNR）放置在介电空腔谐振器上来设计超颖表面，其中带中的几何等离子体共振与空腔中的法布里-珀罗共振之间的相互作用用于实现2个$π$相移。作为一个概念的证明，我们证明，波前的场反射从一个三角形的凸块覆盖的超颖表面可以通过施加电偏置，以便类似于裸平面和球形物体。此外，还示出了上述情况下的反射聚焦和反射方向的改变。
2017-12-12 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
Acoustic cloaking and mirages with flying carpets
这里考虑的地毯，在可压缩流体中传播的压力声波的上下文中，不接触地面：它们漂浮在半空中（或漂浮在水中），这导致隐藏在下面的物体的近似隐身，或接触地面上或上方的方柱体的任何一侧。附在方形圆柱体侧面的帐篷状地毯说明了墙上地毯的概念如何自然地推广到其他小型紧凑物体的侧面。然后我们将飞毯的概念扩展到圆柱体。然而，我们并没有像声学斗篷那样减少其散射截面，而是模仿另一种障碍物的散射截面，比如方形刚性圆柱体。例如，我们可以在这种圆形地毯下隐藏任何类型的缺陷，但它们仍然像一个较小的圆柱体一样散射波。有趣的是，所有这些地毯都由非奇异声学参数描述。为了解决这个重要的方面，我们提出了一个多层地毯组成的各向同性均匀的流体具有恒定的体积模量和不同的密度，其工作在有限的波长范围内。本文以声纳船和雷达为例，讨论了其应用。例如，我们想渲染一条位于海底或漂浮在水中的管道，使其无法被一艘在海面上静止的声纳船检测到。另一个可能的应用是保护抛物面天线。
2009-12-21 math-ph math.MP 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
Broadening the Bandwidth of Metamaterial Cloaks with Non-Foster Metasurfaces
我们介绍了宽带的概念和实际设计，基于非福斯特，负电容超颖表面的隐身衣。通过使用适当定制的，主动频率选择屏幕共形的对象，在实际实现的领域内，示出，使在微波制度，数量级比任何可用的被动隐身技术更广泛的宽的频率范围内的散射大大减少。主动隐身衣不仅对隐身和隐身有重要影响，而且对实际的天线和传感应用也有重要意义。
2013-06-25 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Photonic crystal carpet: Manipulating wave fronts in the near field at 1550 nm
地平面斗篷，它把一个曲面镜变成一个平面镜，最近报道的波长范围从光学到可见光谱，使光学错觉的领域更接近现实。然而，迄今为止，所有的地毯式隐身实验都是在远场进行的。在这里，我们证明了数值和实验的介电光子晶体（PC）的一个复杂的形状制成的蜂窝阵列的空气孔可以散射波在近场像PC在阻带频率的边界。这种海市蜃楼效应依赖于放置在准共形网格节点处的电介质柱的特定布置，该准共形网格敷料PC。我们的地毯被示出在从1280 nm延伸到1940 nm的阻带内的波长1500 nm至1650 nm的范围内工作。该设备已被制造使用单掩模先进的纳米电子学技术的III-V族半导体和近场测量已经进行，以便成像的波前的曲率周围的电信波长1550 nm。
2013-03-20 physics.optics
Controlling surface plasmon polaritons in transformed coordinates
变换光学允许显着增强控制的电磁波轨迹内的超材料与有趣的应用范围从完美的透镜隐形斗篷，地毯，集中器和旋转器。在这里，我们提出了一个审查弯曲的各向异性异质元表面设计使用的工具的变换等离子体，以实现类似的控制表面等离子体激元在圆柱形和圆锥形地毯，以及圆柱形斗篷，集中器和旋转器的非凸横截面。最后，在小曲率的极限下，我们给出了表面等离子体激元几何势的渐近形式。
2010-10-25 physics.optics
Analytical Method for Metasurface-Based Cloaking Under Arbitrary Oblique Illumination
针对电大散射体导致天线性能劣化的问题，提出一种基于包覆介质与超表面的导电圆柱的斜入射隐身解析方法，通过优化各向异性阻抗降低散射截面，适用于多类入射场，经微波场景验证且可推广至太赫兹、光学频段。
2023-08-21 physics.comp-ph physics.optics
On the Use of Nonlinear Metasurfaces for Circumventing Fundamental Limits of Mantle Cloaking for Antennas
这次交流的目的是研究和证明通过利用非线性元表面克服天线地幔隐身的基本限制的可能性。首先，我们回顾一下，并给出了额外的物理见解的基本边界，适用于天线的电性能，是不可见的在自己的谐振频率。然后，提出了一种创新的策略，以规避这些限制，通过引入非线性元件，能够动态地变换的几何形状的隐形超颖表面取决于撞击场的功率水平。不同的非线性设计进行了讨论，并通过相关的基准例子的半波长偶极子天线能够有效地传输高功率信号，而不可见的低功率的，他们的有效性进行评估。此外，这种非线性斗篷的能力，使天线阵列的辐射图案的成形取决于接收/发送信号的功率电平被证明。这些创新的隐身设备可能会在不同的辐射系统中找到应用，从而实现前所未有的功能。
2021-08-06 physics.app-ph physics.class-ph 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
Tailor-Made Metasurface Camouflage
针对复杂物体宽带共形电磁隐衣的挑战，提出“定制化超表面”概念，利用机器设计的非周期性结构结合进化优化抑制任意物体散射，实现了约20%分数带宽下20-30 dB以上的宽带散射抑制。
2025-09-17 physics.app-ph physics.comp-ph physics.data-an
Cloaking a nanolaser
光发射器必然会通过增强的吸收和散射与光强烈相互作用，这对光子器件（诸如太阳能电池、纳米天线和（纳米）激光器）的设计和性能施加了限制。克服这些限制，迫使使用无效的非互易性的方法或分离的辐射和散射在频域或时域。一种设计，结合了一个有效的发射器在一个状态下的属性和属性是不可见的在另一个状态是至关重要的各种应用。在这项工作中，我们提出了一种纳米激光器设计的基础上的半导体纳米粒子的增益涂层的相变材料（Sb2S3），激光和隐身（非散射）状态之间切换在相同的工作频率，而不改变泵浦。对纳米激光器的工作特性进行了严格的研究。所设计的纳米激光器可以与光或电泵浦，并具有无阈值激光器的属性，由于高β因子和强Purcell增强在强限制的米氏共振模式。我们设计了一个可重构的超表面组成的激光隐身的亚原子，可以从激光转换到非散射状态，在一个可逆的方式。
2021-10-26 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Pure and Linear Frequency Converter Temporal Metasurface
超颖表面是由具有可设计散射响应的亚波长散射体阵列构成的超颖结构。它们为非凡的波浪工程过程开辟了前所未有的激动人心的机会。另一方面，变频器由于其在电信系统、医疗保健设备、射电天文学、军用雷达和生物传感系统中的重要应用而引起广泛关注。在这里，我们表明，一个无杂散和线性的频率转换器元表面可以实现利用工程透射时间超级细胞的独特属性。这种超表面由时间调制的超级单元形成;它们本身由时间和静态贴片谐振器和移相器组成。这表示第一频率转换器超颖表面拥有大频率转换比，具有可控的频带和传输幅度。与传统的非线性混频器相比，所提出的时间频率转换器提供线性响应。此外，通过利用所提出的表面互连器相位器表面（SIPS）架构，可以实现无杂散和线性频率转换，其中所有不期望的混频产物都被强烈抑制。所提出的超表面可以通过现场可编程门阵列被数字控制和编程。这使得无杂散和线性频率转换器超表面成为无线和卫星电信系统以及隐身衣和雷达的突出解决方案。该研究为实现更复杂、更高效的光谱变换超元表面开辟了一条道路。
2021-03-04 physics.app-ph physics.optics
Polarization-controlled anisotropic coding metamaterials at terahertz frequencies
基于有效介质的异向介质由于其能够自适应地调整自然界中不存在的有效介质参数，已经实现了许多不寻常的物理特性（如负折射和隐形隐身）。最近，有人提出通过设计具有相反相位响应的数字元件“0”和“1”的编码序列来控制电磁波的编码超材料。本文提出了太赫兹各向异性编码超材料的概念，其不同方向的编码行为依赖于太赫兹波的偏振状态。我们实验证明了一个灵活的偏振控制的各向异性编码超颖表面功能在太赫兹制度使用专门设计的编码元件。通过用精心设计的数字序列（1位和2位）对元件进行编码，x偏振和y偏振反射波可以在三维空间中独立偏转或扩散。模拟的远场散射图案以及近场电场分布，以说明双功能性能的编码超颖表面，这表明良好的协议的测量结果。我们进一步证明了各向异性编码超颖表面产生分束器的能力，并同时实现异常反射和偏振转换，为不同偏振态的太赫兹波提供了强有力的控制。所提出的方法，使通用的光束行为下的正交偏振使用一个单一的元表面，因此将有望有趣的太赫兹器件。
2015-09-12 physics.optics
A reconfigurable non-linear active metasurface for coherent wave down-conversion
提出一种非线性有源电子-光子超表面，通过光学同步芯片阵列实现193THz光波到28GHz毫米波的下变频与波束转向，演示了60°转向和2Gb/s数据传输，为下一代通信提供低复杂度、高带宽链路。
2024-11-15 eess.SP physics.optics
