隐形斗篷
隐形斗篷
摘要
本文基于有限元方法和各向异性电磁波理论对异向介质电磁传输特性及其在隐形斗篷的应用进行了深入的研究。本文主要讨论异向介质的电磁传输特性及其隐形斗篷方面的应用。涵盖了三个方面内容：一是异向介质的负折射特性，包括各向同性和各向异性两种情况；二是坐标变换得来的各向异性介质，用这种介质制成的斗篷能够很好的对包裹的目标达到隐形；三是用相位补偿和坐标变换理论得来的更为特殊的材料，用这种材料制作成的斗篷能够对斗篷外的目标实现隐形。首先我概述了本文研究的研究背景和意义、研究现状和进展。用等效Drude介质模型来实现异向介质，讨论了柱面波在异向介质板中的传播特性，包括会聚效应、隧道效应和相位补偿。研究了电磁波在各向同性常规介质和各向异性异向介质的分界面上反射和透射特性，给出一些基本电磁场理论包括电磁散射方程，有限元方法，完全匹配层。分别讨论了电磁波在各向同性异向介质和各向异性异向介质中的传输特性。针对实际复合材料构成的异向介质都是各向异性的特点，研究电磁波从各向同性普通介质斜入射到各向异性异向介质时发生全反射和负折射的条件。然后主要分析了柱状斗篷包裹目标隐形问题。利用麦克斯韦方程空间坐标变换不变性，讨论了能使斗篷内的目标得到完美隐形的电磁斗篷，计算了旋转对称结构的圆形截面斗篷。最后将异向介质的相位补偿特性等效坐标变换理论有机结合，设计出
相位补偿斗篷，使目标在斗篷外实现隐形。并数值计算圆环在加入圆截面相位补偿斗篷前后，对电磁波的响应，结果表明使用这样的斗篷能够很好的对斗篷外的目标进行隐形。
本文的主要内容是围绕人工电磁材料中异向介质的独特的电磁特性展开的，为实际的隐形斗篷设计奠定了一定的基础。
在本文的最后又提及康奈尔大学的莫蒂·弗里德曼和其同事在前人研究的基础上，设计并制造出了一种能在时间中隐瞒事件的时光斗篷，和前文的电磁斗篷有所不同。
正文
我们知道人们通过研究仿生学，并且应用了最新的技术和材料，终于在庞大的飞机上实现了隐形。从原理上来说，隐形飞机的隐形并不是让我们的肉眼都看不到，它的目的是让雷达无法侦察到飞机的存在。首先雷达的工作方式是利用无线电波发现目标，并测定其位置的设备。由于无线电波具有恒速、定向传播的规律，因此，当雷达波碰到飞行目标飞机、导弹等时，一部分雷达波便会反射回来，根据反射雷达波的时间和方位便可以计算出飞行目标的位置。由此可见，飞机要想不被雷达发现，除了超低空飞行避开雷达波的探测范围外，就得想办法降低对雷达波的反射，使反射雷达波弱到敌人无法辨别的地步。
近年来，隐形斗篷的研究也已成为一大热门课题。隐形技术在军事和民用上都有广阔的应用前景，可以隐形的斗篷也一直是人们追求的目标。隐形(隐身)技术也称低
可探测技术，是通过降低目标的信号特征，使其难以被发现、识别、跟踪和攻击的技术。目前各国的隐身技术主要是使用各种吸波、透波材料实现对雷达的隐形。国内外的吸波材料还存在频带窄、效率低等缺点，使其应用范围受到一定的限制。传统的隐形技术并不能达到严格意义上的完美隐形。
2006 年，《Science》上几乎同时发表了Ulf Lconhardt与J．B．Pendry 的设计隐形斗篷的可行的理论方法［1］: 保角映射法；［2］坐标变换法。但相比而言，坐标变换法更为通用，可以研究任意形状、波长及空间维数的问题，因此受到了广泛关注。同时，J．B．Pendry等人还研发出全球首个二维“隐形斗篷”原型，该斗篷采用一种人造非均匀各向异性材料( 超材料) 制成，其特性不存在于自然界，只能在实验室中研制( 可用开口谐振环等多种方法实现) 。其思路就是利用电磁波的绕射，设计一种超材料使其不影响外部的电磁波传播，同时内部的电磁波能“拐弯”绕着物体走，最终回到原来轨迹，仿佛物体不存在一样，这样就达到了隐身的目的。D．R．Smith等人基于异向介质思想在微波频段成功地验证了微波隐形。在实验中，由多层超介质环绕的铜柱，在指定频率下具有极小的后向和前向散射，从而可以不被雷达等系统侦测。异向介质思想用于电磁波隐形是目前国际上的研究热点之一。从异向介质科学的角度说，研究让物体对电磁波隐形的新材料在理论上是可行的。目前基于不同原理的数种隐形斗篷制造方案分别被提出，然而异向介
质用于电磁波隐形还停留在理论研究和实验阶段，离实用还有一段漫长的道路要走。
（一）异向介质
1968年，前苏联物理学家V．G．Veselago首次提出当介电常数s和磁导率都为负值时，电场、磁场和波矢之间将构成左手关系。由于自然界中没有发现这种介质，所以他的研究结果在上个世纪一直没有得到实验验证，更没有得到深入的研究。
1996年，J．B．Pendry等人在微波频段内设计实现了等效介电常数为负的周期排列的金属细线(Rod)阵列结构；
1999年，Pendry等又提出用开路环谐振器实现等效磁导系数为负的介质。
2000年，D．R．Smith等人根据Pendry的理论模型，将金属细线阵列和开路环谐振器阵列有规律地结合起来，制成了世界第一例等效ε和u同时为负的人工介质。
2001年，他们将这一人工介质，印制在电路板上，实现了X波段的异向介质，并通过著名的“棱镜实验"，观察到了光线的负折射现象，首次从实验上证明了异向介质的存在。
2006年7月，J．B．Pendry，D．Schurig和D．R．Smith在<
而无法进入空腔内部，因此当有物体放置在这个空腔内部时，将不被外界观察到。
同年D．R．Smith，J．B．Pendry等人基于人工电磁材料在微波频段设计，制作了二维圆柱形隐身斗篷，并进行了相应的实验验证。至此隐形斗篷不仅从理论上获得支持，在实验上也得到了证实。
S．A．Cummer等人对连续介质的隐形斗篷拓展到层状斗篷并进行了深入的研究，通过仿真发现理想的柱状隐形斗篷，介电常数和磁导率适当的改变对隐形效果影响不大，但隐形效果随着损耗的增大而恶化，同时指出八层均匀的圆柱壳层的结构已经能够达到低反射的隐形效果，为实现隐形斗篷提供了一种简单的方法。
自从Smith等人证明了异向介质的存在，异向介质成为国际物理学和电磁学界的研究热点，Pendry提出了“完美透镜’’的概念，当异向介质的等效介电常数ε和等效磁导率u“同时为-1时，可以放大或恢复倏逝波，电磁场的所有成分都将无损失地参与成像，从而克服传统透镜的衍射极限问题，比传统透镜更加完美。J．A．Kong从理论上分析了电磁波在多层异向介质中的传播情况，为研究多层结构的异向介质提供了理论基础。
异向介质可以用来实现超级透镜、波束分离器、高定向天线、亚波长谐振腔和隐形材料等等。由于其潜在的利用价值和广泛的应用前景，异向介质被美国<
平板聚焦特性、相位补偿、隧道效应等一些相关问题。随着异向介质研究的不断深入，完美隐形这一天方夜谭有可能变成有物理依据的事实。利用异向介质材料实现完美隐形将成为新一代的隐形技术。
异向介质板能够会聚线电流源辐射的电磁波，2001年，J．Paul 等人用时域有限差分方法(FDTD)模拟了这一现象。近期，林振等人采用等效Lorentz模型模拟有耗异向介质板，分析了不同厚度有耗异向介质板对波源图像的聚焦特性。他们发现，异向介质板越薄，其聚焦点的位置越往板的边缘靠近，当板的厚度不满足聚焦尺寸时，该聚焦点将会消失。N．Engheta等人指出异向介质和常规介质构成的谐振腔，其谐振频率只跟这两种媒介的厚度比值有关，与总厚度无关，由此可以实现尺度远小于一个波长的谐振器。浙江大学异向介质研究小组成功制造出一维谐振器，实验证实了超薄谐振概念。
事实上实验室制备的异向介质，都是各向异性的。近年来，对各向异性异向介质的研究也有所展开，2002年胡梁宾等人对电磁波在单轴(uniaxially)各向异性异向介质中的传播特性进行了研究。2003年，D．R．Smith系统的描述各向异性异向介质这一概念，把主轴上，不同符号的介质命名为Indefinite Media，同时将这种Indefinite Media分为四类，截止介质、反截止介质、无截止介质、全截止介质，来方便表征切向波矢量代表不同的电磁波传播特性。2007年一些研究小组对Indefinite Media界面处主轴张量分量的变化对电磁波的全反射和全透射特性的影响进行了详细分析
目前世界上有多个研究小组开始致力于这方面的理论和实验研
究。2007年A．Nieolet研究小组鲫，根据J．B．Pendry的理论，并利用特殊的计算模型证明了当光以波形式传播时，近距离的物体也可以变得隐形。浙大小组J．A．Kong等人从精确的电磁散射理论出发，对隐身斗篷的物理特性做了更细致的分析，研究了不同背景材料中（渐变介质，分层介质)圆柱斗篷的隐形特性。随后应用坐标变换，椭圆截面，正方形截面等不同形状斗篷分别被提出，这 4 异向介质电磁传输特性及其在隐形斗篷应用的研究在一定程度上降低了斗篷结构的对称性。
2008年，任意截面的电磁斗篷已有相关报道，这为电磁斗篷设计的灵活性提供了理论基础。现在科学家们已经提出了数种隐身斗篷制造方案，并开始大量应用于各种器件中，比如旋转衣、电磁波集中器、窗户替代方等等。
然而这种电磁斗篷还存在一个问题，就是在电磁斗篷的内部会形成盲区，即外部的光不能穿透一个完美隐形的斗篷，物体也无法观察到外界。为了解决这个问题，上海交通大学
与香港科技大学研究组合作，在2008年9月提出了反隐形斗篷理论，其原理是利用坐标变换设计出各向异性负折射率材料，且材料的阻抗与隐形斗篷的正折射率相匹配。当一件隐形斗篷让物体周围的光线弯曲的时候，接触到反隐形斗蓬的任何区域将让一些光线回到原来的状态，从而让它可见。通过让一层反隐形斗蓬材料与隐形斗篷接触，这可以让隐藏在电磁斗篷内的物体观察到外界。近期将变换光学与补偿介质相结合，开辟了异向介质应用在隐形斗篷的新的分支。
近期将变换光学与补偿介质相结合，开辟了异向介质应用在隐形斗篷的新的分支。从2006年开始GW．Milton等人一直致力于对偶极子在斗篷外实现隐藏的研究，仅仅讨论一维问题。2008年10月，马红孺等人，利用异向介质的负折射和相位补偿特性，实现物体的超级散射，即散射截面大于物体本身的几何截面。直到2009年11月，陈焕阳等人根据坐标变换和相位补偿理论，设计出一种新型的斗篷掺引，称之为相位补偿斗篷，给这个新的分支带来了重大突破。这种相位补偿斗篷理论上能够隐藏一个三维物体，突破了一维的局限。并且使斗篷外的目标实现隐形，正由于目标在斗篷外，它弥补了在普通电磁斗篷中目标与周围环境隔绝的缺点，使用相位补偿斗篷可以使目标观测到外界而不被外界所觉察，这开创了隐形的新思路。唯一不足的是，这种斗篷依赖隐藏目标材料和形状。斗篷和目标形成一体，如果目标改变了，斗篷也得做相应的改变。
麦克斯韦方程坐标变换形式的不变性使得磁导率和介电常数发生变化；导致电磁波空间上的变化和各向异性，因此通过复杂的、特定的材料制作成斗篷实现了从外部看来“不可见”的空间，达到欺骗“观察者”的效果。目标放在这个空间中，即没有电磁波进入，也没有辐射出电磁波。任何试图进入“隐藏空间”的电磁波都在斗篷的引导下，平滑地绕过隐藏目标，好像通过自由空间一样，导致观察者认为隐藏目标是空的、没有物体一样。实际上，斗篷内的目标可以是任意形状的实体。
异向介质的基本性质
1 左手特性
在异向介质与常规介质中的相速度方向是相反的。此外，在异向介质中由于波矢量与功率流方向相反，因此在异向介质中相速朝向源传输，这与同群速相关的能量的传播方向正好相反。
2 负折射率
当一束光线从一种带规媒质入射到另一种常规媒质时，光线会在界面处发生反射和折射，折射光线向界面的法线弯曲并与入射光线分居法线两侧。Veselago曾预测，如果另一种媒质是各向同性的异向介质，折射光线将和入射光线在法线的同侧。这种异常的折射现象是各向同性异向介质的重要特性，最近已被实验证实。
考虑平面波从自由空间入射到异向介质，如图下图所示。平面波在xoz平面内传播且为电场极化方向，多方向上的TE波，入射角为B，自由空间的介电常数和磁导率为oε和μ0，异向介质的介电常数和磁导率为ε1和μ1。假设入射波、反射波和折射波电场分别有如下形式
式中R为反射系数，T为透射系数。
将式上式子带入Maxwell方程，可得到入射波、反射波和折射波的磁场。由折射波平行于交界面方向的波矢相等得
进而可计算出折射波的坡印廷矢量S
根据因果律，异向介质中的能量需从交界面传向无穷远，即S 的Z 方向上的分量必须为正。观察式上式子，由于μ1<0，导致K<0，所以S 的X
方向分量显然为负。所以在交界面处入射波的能量折射为负折射。
（二） 各项异性介质隐形斗篷设计理论
1．1麦克斯韦方程组空间不变
笛卡尔坐标系下，Maxwell 方程组的形式为
t
H u u E o r ??-=?? t
E H o r ??=??εε 设原坐标(甜，y ，w)变换到新坐标(z ，Y ，z)通过以下函数实现
x(u ，V ，W)，y(u ，v ，w)，z(u ，v ，W)如果原坐标系中某一点分别沿x ，Y ，z 坐标轴等差递增，那么会导致原坐标系u ，v ，，W 的网格发生变形，如图下图所示。不同的坐标变换对应着不同的网格变形，选择合适坐标变换能够构造出特定需求的网格。
在新坐标中系，Maxwell 方程组的形式将变为
t u H u E o r ??-=??Λ
ΛΛ t E H o
r ??=??Λ
ΛΛεε 式中r u Λ，和r εΛ，为张量，E Λ和H Λ
分别为重新归一化的电场、磁场。 比较上两组式子，可以发现4个物理量电场、磁场、介电常数和磁导率均与原坐标系中对应的物理量存在着简单的比例关系。因此，在坐标系(x ，Y ，z)中，Maxwell 方程组的形式并没有改变，改变的仅仅是Ⅳ和s 的定义。这被称为Maxwell 方程组在不同空间中的形式不变性，是隐形斗篷设计的理论基础。 圆形截面
斗篷设计的基本思路是基于Maxwell 方程组在不同空间下，形式的不变性，把虚拟空间(变换前的原空间)中的一个实心区域压缩变换到物理空间(变换后的现实空间)中的一个柱状区域，该柱状区域具有特定的各向异性非均匀介电常数和磁导率，则在物理空间中电磁波无法进入这个柱状区域内部，这就是要设计的隐身斗篷，如下图所示。
根据坐标变换理论，要求将柱状区域0 a 当r>b，坐标为等价变换，形式不变。 为了计算斗篷中的变换矩阵r，我们首先将直角坐标系(x，y，z)转换为柱坐标 系(r，θ,z) 最后再将柱坐标系变换为直角坐标系(x’，Y’，z’) 这样隐形斗篷的材料性质取决于转移矩阵 式中 最后得 圆形截面的斗篷的特点 (1)电磁波一旦进斗篷中，就会围绕着斗篷内的目标区域前进，而不会进入该。 区域。因此电磁波不会与隐藏在斗篷内的物体发生任何作用。(2)当电磁波穿出斗篷时，总是回到它原来的路径并沿着该路径继续前进。因此，斗篷对其外的电磁波不会产生任何扰动，既不反射、散射电磁波，也不吸收电磁波，也不会产生阴影效应。 由以上两个特点可以得出，无论斗篷里面隐藏着什么目标，理论上斗篷对外部入射的电磁波的散射截面在各方向上都应该为零，从而实现真正意义上的完美隐形。 从上图中可以看出，平面波入射PEC材料时，后向散射变大，前向散 射变小，平面波发生了严重的变形。从图4 4(c)可知入射平面波经过圆柱状的隐形斗篷时，波的相位与行进方向和入射前有所不同．波会经斗篷绕过中心目标部分．但是经过隐形斗篷之后，波的相位与行进方向又回到与入射之前相同状态。理想的完美隐形斗篷，是要让入射波完全通过隐形斗篷而没有反射波或散射波，并且隐形斗篷中心目标部分没有透射波进入，才能让里面目标达到理想的隐形。本文中的计算方法基于有限元方法，我们发现斗篷还是存在一定的散射场，事实上，只要网格剖分的细致，散射场就会不断减小。由于计算机内存的限制，网格不可能剖分的无限密，因此达不到完美效果。本文的方法只能算是接近理想状态情形，从图4 4d)绝对场值图可以看出。下面在接近理想状态的情形下，我们来分析斗篷的厚度．斗篷内的目标对散射场影响。首先在图44(c)其他条件不变的情况下，将斗篷的外径减小到b=l 3，计算结果如图4 5(a)所示。然后将斗篷内的PEC材料变为空气，计算结果如下图 对比上两组图可以看出，斗篷的隐形效果都明显减弱。因此我们可以得出：斗篷厚度和斗篷内目标对散射场都有一定的影响，当固定内径不变，改变外径大小，随着外径变小，散射截面会变大，斗篷雅形效 果减弱；当目标的由PEC材料变为空气时，散射截面也会变大，斗篷隐形效果仍会减弱。 （三）相位补偿隐形斗篷 我们将相位补偿理论和坐标变换理论紧密结合，设计出一种新的斗篷，并且区别与上述的电磁斗篷，它能够使目标在斗篷外实现隐形，但这种斗篷依赖隐藏目标材料和形状。斗篷和目标形成一体，如果目标改了，斗篷也得做相应的改变。我们知道，普通电磁斗篷存在着腔体的物体与外界隔绝，而相位补偿斗篷因为物体在斗篷外，所以物体能够观测到外界，但不为外界所发现，这开辟了隐形技术的新时代。 相位补偿斗篷理论分析 所谓相位补偿，就是利用双正介质的前向波效应和异向介质的后向波效应实现波在一个周期内的相位变化为零。坐标变换就是利用Maxwell方程在不同空间中的形式不变性，通过改变介质的介电常数和磁导率来获取具有特殊性质的新的介质。 根据Pendry理论，我们知道当一个异向介质板的介电常数和磁导率都为-1时，将构成一个完美透镜板。通过函数Y’=—Y，可以将空气层中0 现在假如将一个介电常数为oε和磁导率为u 以的目标放在空气层中。如果要实现目标光学相消，就要在补偿层放置与其同样大小的镜像，但是目标镜像的介电常数和磁导率分别为—oε。，一u 。最后与图5．1(a)所示结果类似，仍然通过函数Y’=—J，实现坐标变换，空气层和目标分别对应着补偿层和目标镜像各自相消，因此整个系统在±d处光学相位相同. 举个简单的例子，当一个物体置于一个普通的镜子前，．当人们观察时，会看见两个物体，一个是真实的物体(实像)，一个事镜子反射出来的物体(虚像)。如果这块镜子具有把反射出来的虚像将真实的实像抵消的特殊能力，那么在观察者的眼中，将什么也看不见，而物体处于镜子以外，可以接受外界光线，尽管对外界不可见，但仍然可以观察周边的环境。相位补偿斗篷就是基于此实现的。 （四）时空隐形斗篷 时空隐形斗篷（spacetime cloak），英国伦敦大学帝国理工学院科学家提出，利用传统的光导纤维技术，打造“时空隐形斗篷”，从而实现时空穿梭的梦想，这一装置通过加快和放慢光线运行速度，产生对以前从未发生事件的幻觉。 康奈尔大学的莫蒂·弗里德曼和其同事在前人研究的基础上，设计并制造出了一种能在时间中隐瞒事件的时光斗篷。相关论文发表在国际著名学术网站https://www.360docs.net/doc/0214005073.html,上。 隐身斗篷的原理是通过特殊的材料使途经的光线发生扭曲，从而让斗篷下的物体“隐于无形”。第一个隐身斗篷只在微波中才有效果，但短短几年，物理学家已经发明出了能用于可见光的隐身斗篷，能够隐藏声音的“隐声斗篷”和能让一个物体看起来像其他物体的“错觉斗篷”。 时光斗篷之所以能够实现，是因为电磁理论认为空间和时间都具有二像性。光在空间中的衍射在数学上等价于光通过色散媒质传播的时间。简单地说，衍射和色散在时空中是对称的。这立即会让人产生一个有趣的想法：如同能够很容易地通过衍射现象制造出一个用于汇聚光线的镜头，应该也能通过色散现象制造出一个聚焦时间的“时间镜头”。 弗里德曼说，这样的“时间镜头”可用电光调制器来制作，它将具有许多我们梦寐以求的属性，例如延长或缩短时间。制造时光斗篷只需将两个“时间镜头”串联起来，然后让一束光线从中穿过。第一个“时间镜头”负责“压缩”时间，第二个则负责“解压缩”。这样两个镜头之间就留下了一段空白，就如同一块硕大无边的时间之布上出现了一个孔洞，在这个孔洞中的任何事情都不会被记录下来。可以 说，这两个“时间镜头”之间的空间就相当于一个时光斗篷，发生在“斗篷”中的事件，对“斗篷”外的观察者而言是不存在的，在观察者看来就好像什么事都没发生过一样。 研究人员称，该设备目前仍有一定局限：这种时光斗篷只能持续110纳秒(一纳秒为十亿分之一秒)。他们希望经过改进后持续时间能达到120微秒以上。 举例说明，有一列由100辆车子组成的车队，保持一定的间距在朝着目的地行驶。在途中，前50辆突然加速，后50辆突然减速。这样，前50辆和后50辆的距离就逐渐拉大了．形成一段没有车的区间。在这个区间，某个人趁着前50辆刚通过．而后50辆还没抵迭的间隙．匆匆穿过了马路，走到对面。等他一穿过马路．前50辆车速度就慢下来，而后50辆则加速，赶上前面的车队。这样，等整列车队抵迭目的地之前，又接着整齐划一的行到行驶。当你在目的地看着这一辆辆车子鱼贯而过时，肯定会难以相信，这1 00辆看似连续不断的车流中间怎么可能会有人穿过呢?物理学家对于未来的这种“时空隐形斗”就是这么设想的，上述日常生活的例子差不多就已经谨出了它的基本原理。 我们知道．光是由光子组成的，假如把光子比作小车，邢么一束光就好比一列车队。当一束光经过一个“时空隐形斗篷”时，前面的光加速，后面的光减速，那么这个光子“车队”中间就会出现一个没有光子的空隙。在这个瞬间，假如某一个物体穿越斗篷，穿过之后， 前面的光子“车队”减速，后面的光子“车队。加速，等这束光到达我们的眼睛之前．又变成一列连续的光于‘车子”了。 我们知道真空里的光速的确是运动速度的极限，而且是不变的，不过我们现在谈的光并不是在真空，而是在一种叫“超颖材科”的物质中传播。在这种材料中，光的传播速度比在真空中传播要小得多，而且它还有一种更重要的特性，即光的折射率可以通过^工控制，根据需要随时随地改变，而光在材料中的传播速度直接跟折射率有关，折射率改变，光速自然也就改变。这就使在超颖材料中，让光加速或者减速有了可能。 超颖材料有一个重要特点是折射率是负的。折射光线与人射光线居于法线(在人射点垂直于入射面的一条直线)的两倒。而折射率为负，就意味着八射光线和折射光线居于法线的同一侧。 2006年，英国科学家已经用该材料研制出了一种隐形衣，当微波遇到这种隐形衣时，就会像水流遇上石头一样绕过，这样在远处的观察者看来，就好像那里压根儿没有东西存在一样。当然，目前这种隐形衣还不够理想，只对微波有效，对光波还做不到隐形。 超颖材料还有折射率可以人为控制的特点。比如在激光照射的条件下，它的折射率跟没有激光照射时就不一样。于是科学家又想到了利用它的这一特点来制造“时空隐形斗篷‘。 据帝国理工学院的科学家们介绍，这种“超材料”不仅仅可以用来制作隐形衣，还有着其他更为广泛的用途，如制造超敏感显微镜、机场安检传感器等。用“超材料”制成的机场安检传感器甚至可以检 测出旅客携带的微量化学药品。该计划负责人约翰-番德里表示，“从理论上讲，这种光学隐形衣是可以实现的。现在最大的挑战就是如何制造它。” 科学家计算了一下，即使要造出可以存在几分钟的“时空隐形斗篷”，所需的超颖材料将比整个地球还大。主要原因是，尽管光速在超颖材料中已经降低了许多，但还是太快了．为了制造出一点空隙来，必须让前后两列光线在材料中传播很长的距离。如果光速能换成音速那样的速度．也许就方便多了，可惜不现实。但这种“时空隐形斗篷”在微观领域却可以实现。 2010年11月，英国科学家发表文章称他们制造出了不太理想的微观“时空隐形斗篷”，不太理想是因为”隐形斗篷。里还是会有一些光线漏出来，不能做到真正的隐形。但他们乐观地估计，在未来数年内，制造一个直径30厘米，存在时间几纳秒的埘空隐形斗篷”应不会有什么问题。这种。“时空隐形斗篷”将来会在计算机技术革新上有更广的应用。 参考文献： 1 隐形斗篷的研究 廖梦婷，朱守正 2 异向介质研究进展 冉立新陈红胜皇甫江涛章献民陈抗生孔金瓯 3 异向介质研究进展 王政平马杰张振辉