本·古里安大学研制出超材料表面完成隐形斗篷理论验证

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2018-07-0400:05:39

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本·古里安大学研制出超材料表面完成隐形斗篷理论验证，本·古里安大学用超材料打造“隐形斗篷”隐形的原理是在纳米精度上折射光线下一步将会研制产品原型。

本·古里安大学用超材料打造“隐形斗篷”隐形的原理是在纳米精度上折射光线下一步将会研制产品原型11月15日，《以色列时报》消息称本·古里安大学研究人员已设计出一种全新的超材料表面，可让置于其下的物体隐形。相关论文已于9月21日发表在《自然》科学报告上。“隐形”这个词常见于军事领域，如隐形战斗机、隐形无人机，这其中的隐形通常是指在机身上覆盖一层隐性材料，吸波、透波、改变雷达波，或是体积小到被雷达系统自动忽略，并非肉眼不可见。而真正可在视觉上达到隐形的材料，在数学和物理上都能说得通，只是要应用到纳米级的超材料，因此，制作隐形斗篷难是难在工程上，而非理论。本·古里安大学3位博士后，电子光学首席研究员Alina Karabchevsky、材料工程师Yakov Galutin和电子工程师Eran Falek从2009年开始就在研究“表面等离激元”——金属表面电子在外界电磁场作用下产生集体振荡现象。但他们当时的方向还不是隐形技术的研究，而是现象本身和纳米级的共振测定算法，以用于提高传感器分辨率；之后在2013年左右，才开始研究等离子体波导，试图打造覆盖于芯片上的超材料，为光线创造新的路径以绕过物体，这样人眼接收不到该物体的光线，在视觉中就处于隐形状态。偏移和组织光线射向物体的隐形方法全世界每个光学研究者都知道，能精确控制芯片光子集成电路上的超材料覆盖层的技术却不是每个光学研究机构都有，科研人员8年前的共振测定研究帮了他们的大忙，让他们得以实现在纳米精度上控制光线，这是隐形装置研发最困难的地方。2015年，他们完成了对三维复合等离子体波导的透射率和表面强度的研究，2016年又开始计算吸收泛频光谱的全介电波导结构品质因数，完成对隐性超材料的理论论证工作以后，于今年测试了折射率为1.3的圆柱形纳米粒子的光折射效果，其结果是，当物体被超材料表面覆盖超过70%时将不可见。除金属外，水、人类体液、特氟龙和的折射率也都在1.3左右，所以可被隐藏的物体范围相当广泛。此外，考虑到该隐形方案需要将超材料和芯片结合起来，制作成本势必非常昂贵，所以即便未来能批量生产，最终的用户也依然是军方。下一步，本·古里安大学将完善这套隐形技术方案，研发产品原型，并尝试制造更能多以纳米级水平控制电磁场光线的集成电子设备，这样即便隐形方案被束之高阁，在芯片光学设备和全光处理等领域他们的技术也还有用武之地。