浙江大学发明“隐身衣”：可使猫和金鱼隐形(2)

其实，早在6年前，陈红胜就开始“隐身衣”研究了。

2007年，陈红胜与美国麻省理工学院合作完成的论文“电磁波与隐身衣的交互机理研究”，刊登在物理学顶级学术刊物《物理评论快报》上。

论文首次解释了隐身衣的物理机制，提出了对隐形效果定量分析的理论框架，这项成果对隐身衣的设计起到重要的指导作用。

以报道国际最新科研成果著称的知名科技网站“全球科学新闻网”，以《科学家解释了隐身衣背后的物理机制》为标题，详细报道了这项研究成果，并对陈红胜进行了专访。

原理 让光线像溪流一样绕过石头

想要使物体“隐身”看不见，就要先明白物体为什么能看见。

按照“电磁波隐身衣机理及实验研究”项目团队的介绍，当电磁波照射到物体上时，会在物体上发生散射。散射的电磁波被人眼等“感应器”接收后，就能发现那里存在物体。“目前现实中应用的隐身技术，比如隐形飞机，主要是通过吸收雷达发生的电磁波，使得反射回去的电磁波最小或者等于零，从而使雷达感觉不到，但这种技术并不是真正的隐身。 ”陈红胜说。

2006年，英国帝国理工学院的约翰·彭德里等在《科学》杂志上发表文章，提出了利用坐标变换的方法设计隐身衣，既不反射也不吸收电磁波，而是使电磁波能够绕过被隐身的区域，按照原来的方向传播，从而可以使物体完全隐形。这是隐身衣设计的“殿堂级”理论，奠定了隐身衣研究的理论体系。它的核心思想是，通过材料表面折射率的改造，让光线“转弯”绕过物体按原方向传播，就能将物体隐藏。“小溪里有一块石头，溪流会在石头前分流，绕过石头后再合拢了继续向前，就像没有遇到过石头一样。”浙江大学的研究团队要做的，就是让光线像溪流一样绕过石头。

实用 设计出可见光波段多边形隐身衣

理论有了，但要制造一件隐身衣出来并不容易。

最近两年，陈红胜的研究团队将研究重点放在了如何在可见光波段实现物体隐形上，也就是说，怎样让物体在人的肉眼前“隐身”。他们对彭德里提出的理论体系进一步简化，提出了一种可见光波段多边形隐身衣的设计方法，通过均匀线性变换的方法，设计并简化了隐身衣的各个部分的参数，让隐身衣从理论走向了实用。

“人眼对光线的相位和略微延时并不敏感。 ”研究团队结合这一特性，剔除彭德里理论中“光线保持相同相位”的条件，“这样，隐身器件能够使用更加易得的材料，也不需纳米级工艺雕琢，降低了隐身衣的设计和实现难度。 ”

2012年，陈红胜研究团队用一种自然界存在的双折射晶体研发了一套柱形隐身器件，实现让一根筷子粗细的物体隐形。“但是这种材料的尺度很小，且只能对某个极化的光才可以隐形，又无法大规模制备。 ”

2013年，通过进一步的理论分析，研究团队对隐身器件的参数进行优化，并选用在工业上可以大规模制备的一种玻璃作为隐身衣的材料，将隐身衣的“尺寸”扩增到直径分米量级以上，并且可以在任意极化的自然光下隐身。


 

责任编辑：乔慧