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激光檢測

新隱形材料能屏蔽可見光譜檢測

星之球激光 來源:中國新聞網(wǎng)2011-08-08 我要評論(0 )   

據(jù)美國《星島日報》報道,美國國家工程院(National Academic of Engineering)院士、柏克萊加大教授張翔的團隊,在2008年科研成果隱形衣之后,于納米超穎材料方面再出...

據(jù)美國《星島日報》報道,美國國家工程院(National Academic of Engineering)院士、柏克萊加大教授張翔的團隊,在2008年科研成果隱形衣之后,于納米超穎材料方面再出重大成果,研制出更具挑戰(zhàn)性的隱形毯,使物體在整個可見光譜下無法被偵測。該項研究已經(jīng)發(fā)表在最近一期的《納米快報》(Nano Letters)上,為全球首個在可見光頻率下運作的隱形裝置。

 

神奇的隱形毯是一項新的光學魔術(shù)研究。隱形毯本身看起來像一面平滑的光學鏡,將物體放在隱形毯之下,物體以及物體在隱形毯下造成了凹凸不平,藉由隱形毯產(chǎn)生某種光束分布曲線,看起來與光線從一張平坦的、沒有東西在底下的隱形毯反射時一模一樣,從而將某物體完全隱藏。這就是張翔團隊的最新研究成果。

 

這項成果的關(guān)鍵是超穎材料的研發(fā),因為隱形毯的制造材料不存在于自然界。為了引導被藏匿物體周遭的可見光,光必須以不同速度抵達隱形毯。每個隱形毯是專門為需要隱匿的物品而特制,根據(jù)大小不同而設計不同的納米多孔氧化硅基質(zhì)。

 

因此,張翔團隊將材料設計成具有可設計的折射率,將一個氮化硅導置于一種低折射率的納米多孔(nanoporous)氧化硅基質(zhì)上,孔的形狀是根據(jù)被隱形的物體而特別設計,達到特定的波導隱形折射率分布曲線(cloaking refractive index profile)。

 

這項研究目前尚在實驗室階段,隱形毯大約高300納米、寬6微米,由于材料的合成與成本,目前尚不能擴展到覆蓋人體的面積。其重大意義在于除了在軍事、民用領(lǐng)域的應用前景之外,對光學錯覺系統(tǒng)(optical illusion schemes)技術(shù)的研究有重大意義,未來變形光學原理裝置家族將有很大發(fā)展。

 

與隱身毯可在可見光頻率下隱形物體不同,2008年,張翔團隊研發(fā)的隱身衣材料是利用金屬超穎材料(metallic metamaterials)在微波頻率下隱形,將物體隱藏在人眼無法察覺的頻率范圍內(nèi)。

 

人之所以能看到物體,是因為物體阻擋了光波通過。如果有一種具有負折射率的材料覆蓋在物體表面,能引著被物體阻擋的光線彎曲并“轉(zhuǎn)彎”,那么光線就似乎沒有受到任何阻擋。在觀察者看來,物體就似乎變得不存在了,也就實現(xiàn)了視覺隱形。這項研究被《時代》雜志列入2008年十大科學發(fā)現(xiàn)。

 

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