基于均勻光學變換理論的可見光頻段隱身器件研究.pdf

1、隱身，一直是人類長期以來的夢想之一。隨著“異向介質”(metamaterials)與“變換光學”(transformation optics)理論的出現(xiàn)，使物體真正完美隱身在科學上成為可能。隨后，隱身衣領域的研究得到了飛速的發(fā)展，成為了當前電磁學、物理學、光學、材料科學及交叉學科非常前沿和熱門的研究領域之一。本文以隱身衣的研究為背景，著重討論基于均勻光學變換理論的可見光頻段隱身器件的設計與實現(xiàn)。
　　本文首先介紹了隱身衣的研究現(xiàn)狀

2、。通過光學變換得到的完美隱身衣，其本構參數(shù)包含極值而且隨空間變化，難以真正實現(xiàn)。特別在光頻段，由于光頻段的波長小，材料的加工工藝要求很高，實現(xiàn)光頻段隱身衣非常困難。因此，目前實現(xiàn)的柱體隱身衣，大部分都是工作在微波段，而光頻段的實驗相對較少。
　　針對以上問題，本論文做了如下幾方面的工作:
　　1、提出了基于均勻光學變換的柱體隱身衣設計理論。在光頻段，實現(xiàn)非均勻的參數(shù)非常困難?；诰鶆蚬鈱W變換方法設計的隱身衣，其參數(shù)是均勻各向

3、異性的，能夠大大簡化隱身衣的實現(xiàn)難度。
　　2、基于均勻光學變換的方法，作者提出了多邊形柱形隱身器件的設計方法?；诰鶆蚵晫W變換，作者提出了柱體聲學隱身器件的設計方法。
　　3、基于上述方法，提出名實現(xiàn)了TM極化的可見光頻段柱體隱身器件。利用自然界存在的各向異性材料，作者實驗驗證了六邊形柱體隱身器件，能夠針對TM極化波實現(xiàn)在六個入射方向上的隱身效果，其工作頻段覆蓋整個可見光頻段。可見光頻段柱體隱身器件的實現(xiàn)，對于真正的靈活的

4、可移動式的隱身衣的實現(xiàn)來說是非常重要的一步。
　　4、通過舍棄“相位保持一致”的條件，作者進一步對隱身器件的參數(shù)進行了簡化，設計實現(xiàn)了全極化的可見光頻段柱體隱身器件。利用各向同性介質，作者實驗驗證了非相干自然光下大尺寸物體隱身器件。在此基礎上，通過讓隱身器件只在單方向有效，進一步實驗驗證了全極化可見光頻段單方向隱身器件。
　　5、本文提出了基于光學變換的寬頻帶亞波長成像裝置。傳統(tǒng)光學器件的分辨率存在著衍射極限，而以前的使用h