研究人员最近还发现一种隐形物体的方法,使用可切换其偏振方向的奈米级天线阵列覆盖物体,能够使其免于被红外线、可见光甚至X光波长观测到。当以某一方向偏振时,物体会被看见,而当翻转其偏振后,任何入射的红外线、可见光或X光射线都会被反射回来,从而有效地遮避观看物体的视线。这项研究成果来自于美国能源部(DoE)劳伦斯柏克莱国家实验室(LBNL)以及加州大学柏克莱分校(UC Berkeley)的合作。
3D超颖表面隐形斗篷采用80nm金质天线薄层打造,可覆盖在任何物体上,让光线反射(红色箭头处)离开斗篷,如同从镜子反射一样
(来源:Berkeley Lab)
“天线的尺寸约几十奈米,具有各种不同的形状/尺寸,沿着薄膜补偿反射的相位,使其如同从平面镜反射一样,”加州大学柏克莱分校教授张翔解释。
由于必须在隐形对象周围放置正确尺寸的80nm涂层奈米级天线,限制了展示原型的尺寸仅能达到1,300平方微米。然而,柏克莱实验室的科学家们声称,无论需要多大或多小的斗篷,原理都是一样的。涂层并不一定要和隐藏物体的形状一致。
“涂层一般指的是更普遍的意义,并不一定要和物体的形状一致,它也可以像一件T恤一样,”张翔表示。
奈米天线类似于各种尺寸的砖状嵌段,各种不同的尺寸使其得以确定维持一致的反射光相位(否则可能会因为相位改变而被侦测到)。接着,他们共同反向曲折了入射光线,使其折射回其传送端,就像是一面平坦的镜子一样。而当保留奈米天线偏振, 就可以从镜中看到在其后的物体。
当保留奈米天线偏振覆盖时,可看到隐形斗篷掩盖了左右两侧的直方条
“我们也使用广义上的天线。电浆(金属的)天线可能比半个波长的入射光更小得多,而且它们也是宽频,这在之前已经被证实了,”张翔表示。
因此,它并不是一件“哈利波特”(Harry Potter)式(弯曲周围光线)的斗篷,或大多数超颖材料研究人员尝试的方式,而是透过限制平面镜的光线而隐藏其后的物体——因此,你知道有东西在那里,只是不知道是什么。
接下来,研究人员们打算找到进一步扩展这种隐形斗篷大小的方式,使其得以像布料那样制造出来,覆盖在物体上,或甚至将它织进服饰中。
“我们的下一步是扩展隐形斗篷的尺寸,并使其柔软可挠曲,真的更像衣服一样,”张翔表示。
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