然而，发表在《National Science Review》的最新进展为全参数全向变换光学设备铺平了道路。一种关键策略是设计具有空间变化本构参数的材料，这允许创建操纵光波更精确、更有效率的设备。一个突出的例子是全参数空间压缩介质的开发，这些材料有效地“挤压”光波，从而能够制造出将物体隐藏在电磁辐射中的隐形斗篷。全参数全向...
变换光学(Transformation optic,简称:TO)作为物理学的一个分支,研究电磁场的变换,以非常规方式控制光的流动。变换光学应用超材料从坐标变换推导而产生空间变化,可直接选定电磁辐射的带宽。这样可以构建新的复合器件。90年代后期的计算工具(power)使描述介电常数,磁导率,产生空间变换结构参数成为可能。所有结构参数的集合,...
随后研究者开始探索变换光学的不同方面:部分关注隐形斗篷的精细物理28−33,部分提出实际器件实现的简化方案26,34−37,还提出了不同形式和形状的隐形斗篷设计38−41,以及针对另一极化类型的光学频段操作方案34。 变换光学引发强烈关注的原因之一是实现了一些曾被认为纯数学的概念。最突出的例子是前推映射24,25,它...
变换光学的基本原理源于麦克斯韦方程的空间不变性。通俗地说，它通过改变我们所处的物理空间，同时保持电磁波的空间特性不变，从而实现对物理现象的变换。 变换光学通过改变物理空间实现隐身衣效果，使电磁波无法感知到隐身衣的存在，从而为物体提供隐藏。以隐身衣为例，从电磁波的视角来看，其空间并无变化，因此电磁...
变换光学在集成光学领域有着重要应用潜力。金属与电介质组合常被用于制备超材料。基于变换光学能设计出高效的光聚焦器件。超材料的光学性能对其微观几何形状敏感。变换光学在光通信中可优化信号传输。某些超材料能实现对光偏振态的特殊操控。变换光学推动了新型成像系统的研发。超材料的光学损耗问题是研究的一个重点。运用...
严格来讲，变换光学在新型热力变换器件上的应用是一个“模仿”。在人们发现了变换光学的基本原理后，科学家们开始思考能否使用类似原理实现热力扩散上的传输变换。经过多项实验认证，此想法是可行的，具有代表性的应用有热力集中器、旋转热场器、热力隐身斗篷等。但是，热力是以能量的形式存在，不像光波、磁场那样具有...
从学术理论上来讲，变换光学是研究小角度散发光波通过特定的光学技术改变传输方式的一门学科;从物理原理上来讲，换光学就是利用超材料改变光学粒子空间坐标，进而构建出新的传输光束，当然这要在特定的电磁辐射带宽内进行。由此可见，超材料是变换光学的实现物理呈现的基础。就好像爱因斯坦在广义相对论提出重力是改变时间...
变换光学于2006年3月由英国帝国理工学院J.B.彭德里(John B Pendry)等人提出,变换光学既实现全新的物理现象(如隐身衣),又能设计出性能突出的功能器件。变换光学可以直接计算出媒质的介电常数和磁导率张量。其理论基础是麦克斯韦方程组的形式不变性。运用变换光学所设计的器件就是用媒质对电磁场实现一个等价的坐标变换...
本工作中,我们利用变换光学编解码隐藏对称性的能力,提出了一种从虚拟空间探测能带拓扑的方案。该方案中,频谱关联结构可为原始系统的能带拓扑提供直观物理见解。从具有隐藏非平凡对称性的等离子体系统出发,我们设计了含多重奇点的共形映射,在虚拟空间中构建关联等离子体系统,并将其投影到低维拓扑非平凡系统中。关键的是...
通过傅里叶变换，我们可以深入解析光波的空间频率成分，并对其进行精确控制。从混沌到秩序，傅里叶变换以其独特的魅力改写了人类对自然界的认知。一、基础概念与定义 1. 空间频率：在傅里叶光学中，空间频率是指单位长度内光波重复变化的次数，是描述光场衍射特性的重要参数，可以用来表征图像中不同区域的精细程度。它...