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中國研究人員提出新的“隱身衣”技術

2008-09-10
作者:電子工程專輯

?? 中國的研究人員,曾一度對美國的隱身衣技術表示恐懼,該技術可以在人們的視線里隱藏物體,同時也使得物體里面的人無法觀看外面。如今中國已經發明了一種稱之為反隱身層,從而解決了隱身衣技術帶來的物體內部對外屏蔽的問題。

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???在上海交通大學進行的性能測試中,理論上的反隱身可以適用于所有的物體當然也包括隱身衣內的物體,通過反隱身材料附在隱身衣上即可讓物體內的人們看到外面。????

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????不過,北卡羅萊納州立大學的隱身衣共同發明人之一DavidSchurig稱,反隱身層是多余的,因為隱身衣只能在有限的光線波長下工作。????

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????Schurig表示,“實際上,隱身衣在這些光線下,不僅能將隱藏你,還可以讓你變盲,因為這些光線不能滲透進隱身衣內。舉例來說,如果你有一件工作在可見光下的隱身衣,但你可以在紅外線下看到外面。”?

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????Schurig作為杜克大學的博士后研究員2006年開始進行隱身衣的研究。從那時起,美國研究人員們演示了一件正在進行中的隱身衣,利用該隱身衣可以讓5英寸見方的物體避過微波的探測。????

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????另一個獨立的小組,由杜克大學的StevenCummer教授領導著,隨后展示了一個進行中的隱聲衣,可以讓潛艇變為無聲,從而躲避聲納。此外,在美國能源部Ames實驗室中進行的研究人員展示了世界上第一個可見光隱身衣。?

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????不過,所有隱身設備僅能讓物體在特定波段下隱藏。至今尚未提出一種辦法可以在所有的波長下都能隱身。???

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????中國的提案只是一種理論,尚未在工作設備中得到實施。不過,通過仿真,該技術可以在波長為150毫米(頻率為2GHz)下呈良好的電導性。該反隱身層通過各向異性" title="各向異性">各向異性負折射率" title="折射率">折射率材料進行模擬。

????在物體表面上的隱身衣使用了各向異性折射率變化的超材料" title="超材料">超材料(metamaterial),從而利用其介電常數" title="介電常數">介電常數和滲透性都小于自由空間的參數特性。通過排列這些超材料,對應的折射率變高,然后保持不變,最后再降低,這樣遮擋的光線貼著物體表面反射出去,從而實現了隱身效果。?????

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????俄羅斯理論學家VictorVeselago于1968年首次提出超材料,Veselago推理認為無線波可以與超材料相互影響,這種超材料與帶有正的滲透率和正的介電常數的天然材料有著本質上的不同。????

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????所有天然材料都會以同樣的方向令電磁波彎曲:即以垂直于材料表面的直線方向離開(遠離“法線”)。而超材料改變了可以使電磁波沿著法線對稱方向折射的周期機械結構,從而使得電磁波貼著物體表面傳播。???

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????工程超材料是復合而成,為以大量晶體樣柵格形式的原子取代了可見的巨型物體,從而可以讓被動組件" title="被動組件">被動組件陣列傾斜從而改變波長。????

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????對于微波的頻率,簡單的RCL(電阻電容電感)陣列電路可以裝載電介質材料上,并放置在自由空間中,從而迫使微波按照任意指定的路徑進行彎曲。?

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????中國的反隱身層使用了各向異性的與隱身衣折射率相阻抗匹配的超材料。將反隱身材料貼在隱身衣上,一些光線可以按照在指定的路徑滲透進來,從而使得內部的觀察者可以看到外邊。?????

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????此項中國研究是在香港科技大學的研究人員一起合作下進行的。中國的研究成果將在9月15日舉行的OpticsExpress上在線公布。

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