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隐形斗篷不只出现在经典电影和科幻小说中，在累积一点一的发展后，如今正越来越接近现实了。隐形斗篷使用可沿着物体周围曲折光线的超颖材料——让视野隐身在物体之后，使其不会被看到——这种方式正逐渐从红外光向可见光波长的技术发展。
研究人员最近还发现一种隐形物体的方法，使用可切换其偏振方向的纳米级天线数组覆盖物体，能够使其免于被红外线、可见光甚至X光波长观测到。当以某一方向偏振时，物体会被看见，而当翻转其偏振后，任何入射的红外线、可见光或X光射线都会被反射回来，从而有效地遮避观看物体的视线。这项研究成果来自于美国能源部(DoE)劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)以及加州大学伯克利分校(UC Berkeley)的合作。
3D超颖表面隐形斗篷采用80nm金质天线薄层打造，可覆盖在任何物体上，让光线反射(红色箭头处)离开斗篷，如同从镜子反射一样
Source：Berkeley Lab
如果智能手机都被认作“轻薄”，那么这件“斗篷”确实可以用“超薄”来形容：它的厚度仅有80纳米，大约相当于iPhone6s的十万分之一。它的表面被微小的“金块”铺满，这些被称为“纳米天线”的金能够通过改变光线反射角度的办法来掩蔽被“隐形斗篷”遮盖的物体。
Source：《An Ultra-Thin Invisibility Skin Cloak for Visible Light》
被“隐形斗篷”遮盖的物体，在显微镜镜下轮廓变得不可察觉（C：盖上隐形斗篷、E：没盖上隐形斗篷），其干涉条纹也能在遮盖有物体时保持平滑（D：盖上隐形斗篷、F：没盖上隐形斗篷）。
“天线的尺寸约几十纳米，具有各种不同的形状/尺寸，沿着薄膜补偿反射的相位，使其如同从平面镜反射一样，”加州大学伯克利分校教授张翔（音译）解释。
要是平整的桌布下面藏了个饺子，你一眼就可以看出来，这是因为光线投到饺子轮廓时，反射的角度发生了可察觉的变化。
Source：《Adrian Cho. Skintight invisibility cloak radiates deception》
与照射到平台表明时相比，光线照射到凸起的物体后，反射回来的波阵面（Wave fronts）发生了弯曲。人们的肉眼可以察觉这种变化并判断物体的存在。
如果我们希望更好地把饺子藏起来，那我们可以试图减小光线照射到饺子上时的变化，令人觉得桌布还是平的。这项研究中的“隐形斗篷”即是如此：光路被凸起物体影响所导致的相位变化能被纳米天线“抹去”了。由于光线没有发生变化，人们无法察觉到隐形斗篷下存在的突起，也就实现了“隐形”的目的。
Source：《Adrian Cho. Skintight invisibility cloak radiates deception》
依靠隐形斗篷上的金纳米天线，原本理应弯曲的波阵面得以恢复。因此物体的存在难以被人们察觉，从而实现了“隐形”。
由于必须在隐形对象周围放置正确尺寸的80nm涂层纳米级天线，限制了展示原型的尺寸仅能达到1,300平方微米。然而，伯克利实验室的科学家们声称，无论需要多大或多小的斗篷，原理都是一样的。涂层并不一定要和隐藏物体的形状一致。
“涂层一般指的是更普遍的意义，并不一定要和物体的形状一致，它也可以像一件T恤一样，”张翔表示。
Source：《An Ultra-Thin Invisibility Skin Cloak for Visible Light》
扫描电镜下的隐形斗篷。比例尺为5微米。在这张图片中，斗篷下盖住了一个约10微米宽，400纳米高的突起物。看不见对吧。
本文下一页：它并不是一件“哈利波特”式(弯曲周围光线)的斗篷
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纳米天线类似于各种尺寸的砖状嵌段，各种不同的尺寸使其得以确定维持一致的反射光相位(否则可能会因为相位改变而被侦测到)。接着，他们共同反向曲折了入射光线，使其折射回其传送端，就像是一面平坦的镜子一样。而当保留纳米天线偏振， 就可以从镜中看到在其后的物体。
发明纳米隐身斗篷的团队成员（左起）：Yuan Wang, Zi Jing Wong和Xiang Zhang. (Photo by Roy Kaltschmidt)
Source: Berkeley Lab授权使用
“我们也使用广义上的天线。电浆(金属的)天线可能比半个波长的入射光更小得多，而且它们也是宽带，这在之前已经被证实了，”张翔表示。
因此，它并不是一件“哈利波特”(Harry Potter)式(弯曲周围光线)的斗篷，或大多数超颖材料研究人员尝试的方式，而是透过限制平面镜的光线而隐藏其后的物体——因此，你知道有东西在那里，只是不知道是什么。
接下来，研究人员们打算找到进一步扩展这种隐形斗篷大小的方式，使其得以像布料那样制造出来，覆盖在物体上，或甚至将它织进服饰中。
“我们的下一步是扩展隐形斗篷的尺寸，并使其柔软可挠曲，真的更像衣服一样，”张翔表示。
科学论文《一种用于可见光超薄隐形斗篷（“An Ultra-Thin Invisibility Skin Cloak for Visible Light”）》作者Xingjie Ni
Source: Berkeley Lab授权使用
编译：Susan Hong
本文授权编译自EE Times，版权所有，谢绝转载
