新型非接触式隐身机理研究

Metamaterials and invisibility cloak are two cutting-edge research areas and have become hot topics in the field of physics, materials, optics, and information science. Since the existing cloaking devices are always enclosed ones, the hidden objects are wrapped by the cloaking shell and separated from the outer environment. This project intends to study the mechanism of novel non-contact invisibility cloak. We plan to explore the method to design non-contact invisibility cloak effective for any object and study the solutions with parameters easily to be realized. By making some simplification a step further for the constitutive parameters of the cloak, we will design and fabricate the metamaterial structure to realize the designed non-contact cloaking device for experimental validation. Basing on all the theoretical and experimental works, we will further explore other non-contact electromagnetic devices.

对异向介质和隐身衣的研究已成为物理学、材料学、光学、信息科学等各个领域的研究前沿和热点。现有的隐身器件大部分是封闭式的，被隐身物体被隐身器件所包围，从而与外界环境之间相互隔绝。本项目拟研究新型非接触式电磁波隐身机理，探索能够针对任何物体有效的非接触式隐身器件设计方法，研究电磁参数易于实现的非接触式电磁波隐身器件的解决方案。通过对隐身器件的参数进行进一步简化，设计并制备异向介质结构，实现该隐身器件并进行原理性实验验证。在此基础上，探索研究其他非接触式电磁器件。

对隐身衣的研究是当前材料学、物理学、光学、信息学等领域中的研究热点与前沿。本项目的核心内容是研究针对任何物体有效的非接触式隐身器件设计方法，结合能够实现的异向介质结构与材料，进行数值仿真以及实验验证。我们提出了一种针对任何物体都有效的远程隐身器件，并进一步在直流频段实验验证了直流远程隐身模型。此外，项目研究了一种三维可见光频段隐身器件的设计方法并进一步进行了实验验证；提出并设计了一种磁双曲超表面，实验观察了微波频率下双曲体系中磁表面等离子体激元；提出并实验实现了一种基于非谐振异向介质结构的包含极值电磁参数的全向隐身器件。同时，项目还针对新型电磁超材料、超表面在隐身及其他方面的应用开展了一些研究工作。本项目的预期目标已充分完成，也取得了重要进展，对隐身衣理论及应用具有重要的推动作用。