美开发出首个可见光隐身斗篷

2011-6-17 11:33 来源: 中国科学院
699 收藏到BLOG

  由于材料技术的限制,目前大多数隐身斗篷只对红外线等非可见光有效,即便能在可见光下实现隐形的也需要借助一定的条件。日前,美国加州大学伯克利分校的研究人员突破了这一难点,让隐身斗篷下的一个300纳米高、6微米宽的物体从全波段可见光中“消失”。相关论文发表在最新一期的《纳米快报》杂志上。

  据研究人员介绍,许多先前的研究都使用金属超材料作为制造隐身斗篷的“布料”,但在光学频率中,金属会吸收过多的光线并造成显著损失。今年2月,英国伯明翰大学的研究人员用具有双折射光学性质的方解石晶体来制造隐身斗篷并获得了成功,但该装置只对可见光波段具有某种特定偏振属性的光有效,即该装置只有在特定光线的照射下才能“隐形”。

  负责该项研究的加州大学伯克利分校教授张翔说,新的研究中,他们采用了一种被称为拟保角映射(QCM)的技术让一个300纳米高、6微米宽的物体在可见光全波段中实现了“隐形”。由于这种隐身斗篷上有一层覆盖物,研究人员称其为“地毯斗篷”。其中“地毯”在外观上如同一个平滑的镜面,通过一定的技术手段,观察者在可见光中无法察觉其下的覆盖物。

  要实现隐身,首先必须改变经过物体四周的光线,使其无法形成反射。为达到这一目的,研究人员设计了一种具有可变折射率的材料,并将其转化为一种自然界中先前并不存在的超材料。这种材料分为两层,衬底是一层透明的纳米多孔二氧化硅,其上是一片氮化硅波导。为达到改变折射率的目的,研究人员还在氮化物上蚀刻出很多小的孔洞以构成所需的图案。通过这种材料,斗篷便可以改变光线的路径,完全遮住下面物体的轮廓,从而达到隐身的目的。

  张翔称,该装置是首个可在可见光波段中奏效的隐身斗篷,新技术使可见光领域内的光学转换技术又前进了一步。除伪装外,研究人员将能更自如地操控光线,从而制造出更先进的显微镜和计算机。