隱形斗篷能遮蔽肉眼可見的物體了
- 上線日期：2011/1/14 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
兩個物理研究團對不約而同製造出隱形斗篷(invisibility cloak)，能用來遮蔽位於平面上肉眼可見的大型物體。這種「毯狀斗篷」(carpet cloak)比先前發展出的類似裝置更接近隱形斗篷的原始概念，因為它們能在可見光波段隱藏物體，而且由於是以天然材料方解石所製造(calcite)，造價相對便宜。
2008年倫敦帝國學院的Johh Pendry提出毯狀斗篷的構想，這種裝置覆蓋在位於反射面上的物體，能改變反射光的路徑，使光看起來像是由反射面直接反射回來，因而無法察覺物體的存在。不過，先前製作的可見光毯狀斗篷只能隱藏不到100個波長(約500 μm)的微小物體，且因為是由人造材料組成的結構複雜，不易製作，亦缺乏可攜帶性。
去年，中國浙江大學的Yu Luo等人發現並非複雜且非均勻的材料才能製作毯狀斗篷，具有非均向性的(anisotropic)均勻材料也能勝任。上述的突破便是以此為基礎，兩個團隊的裝置都是以自然的方解石晶體製成；方解石是有名的雙折射材料，其折射率取決於入射光的偏振與晶體光軸的相對方位。
新加坡與麻省理工學院組成的SMART(Singapore-MIT Alliance fro Research and Technology)團隊將兩塊光軸方向不同的方解石膠合在一起，使偏振光被斗篷底下的楔形物體反射時，傳遞的方向及高度與直接由物體底下的鏡子反射回來一致，彷彿物體不存在。楔形物體的底部長38 mm、寬10 mm、高2 mm，已達肉眼可辨識的尺寸。
SMART小組採用新興的轉換光學(transformation optics)來設計其斗篷，計算了所需的光學參數，並以傳統透鏡製程來製作其斗篷。他們讓偏振的雷射光穿過一個印模再照射至樣品，部份光線進入斗蓬並被楔形物反射，其他光線則直接被底下的反射面反射，CCD相機偵測的結果顯示毯狀斗篷發揮了隱蔽的作用。該小組將此裝置優化，使其最佳操作波長落在人眼最敏感的綠光，但它在紅光及藍光波段也能操作，不過有些許像差(aberration)產生。
另一個包含John Pendry的團隊採用的裝置十分類似，不過他們是在空氣中做實驗，而SMART團隊是將系統浸在透明的油中，以模擬實際應用的環境(新加坡外海)。SMART成員表示，這套技術可望設計用來隱藏海床上的纜線，或協助生物學家在不被察覺的情況下觀察魚類行為。詳見arXiv:1012.2238及arXiv:1012.2783。
原始網站: http://physicsworld.com/cws/article/news/44641
譯者:蔡雅芝(逢甲大學光電學系)
責任編輯:蔡雅芝
- 相關附件: