▲宽频波射向物体(即图中反射绿光的样品)时,会使物体被监测波的观测器发现。光谱隐形斗篷可以将被阻挡的绿色光转换为其他光色。虽然光波在物体中的传播没有发生改变,但由于无法看到其颜色,以及光谱斗篷随后对先前光色转换的反转,最终使得物体对于观测器来讲是隐形的。
隐身衣是《哈利?波特》中的神奇道具。研究人员一直试图通过操纵光线与物体的相互作用制造现实中的隐身衣。据美国每日科学网6月28日报道,加拿大国家科学研究所(National Institute of Scientific Research,简称INRS)的科学家路易斯?罗梅罗?科尔特斯(Luis Romero Cortés)等在其发表于《光学设计》(Optica)2018年第7期的论文中称,通过控制光在通过物体时的频率(光色),他们首次制造了“光谱隐形斗篷”。这可能是从根本上解决现有隐形技术关键缺陷的新方法。光谱隐形斗篷还能用于保护光纤数据传输、助力传感、电信技术改进等。理论上讲,它可以使3D物体全方位隐形。
光谱隐身斗篷工作时,可以将某些光波的能量选择性地转换为其他颜色,当光波穿过物体后,它又将恢复原状。论文合著者、INRS的研究人员何塞?阿扎那(Jose Azana)说:“光谱隐身斗篷使目标物在宽频光照射下完全隐形,这是隐形研究领域的重大突破。”论文第一作者、INRS的科尔特斯补充说:“传统隐身技术是基于改变光线传播路径或传播速度,其隐身效果只能针对特定光色或维持时间较短。这样的后果就是很容易被检测出失真,导致目标物和隐形装置暴露。我们的隐身斗篷可以使光波经由目标物传播,并避免了光波与目标物的任何相互作用。”科尔特斯等开发了一种方法,可以重排不同颜色的宽频光。首先,装置将光色转换到光在物体中传播时不会影响到的光谱区域。接着,在隐身过程完成后,光谱斗篷将会反转之前的转换作用,将光波恢复原状。光谱隐身斗篷主要由两对商用光电元件构成。其一是色散光纤,它可以使不同光色的宽频光以不同速率传播。其二是时间相位调制器,它的作用是根据光波通过设备的时间改变光的频率。
虽然光谱隐身斗篷距离成为哈利?波特式的可穿戴隐身衣还比较遥远,但它在保护数据信号传输和缓解通信压力等方面已表现出巨大潜力。除光谱隐身技术外,阿扎那等还致力于推动单向光谱隐蔽技术在一维波动系统中的应用。
编译:雷鑫宇 审稿:阿淼
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