浙江大学陈红胜课题组新进展：实现一种含完美极值参数的全向隐身器件

如何使物体对外界探测实现隐身，一直以来是科学界的一个重要课题。通过变换光学（Transformation Optics）方法，可以在空间中创造隐身区域，光线可以绕过被隐身物体并在后方沿原方向传播，实现物品隐身的目的。然而，基于变换光学的全方向隐身器件，通常需要依赖极其复杂含极值（同时包含零值和无穷大值）的电磁参数，即使利用异向介质也难以通过实验实现。在现有的隐身器件实验验证中，往往通过参数近似和简化以避免出现极值电磁参数。但是这些参数的简化也不可避免地引起了阻抗的不匹配，使得隐身器件性能恶化，无法实现完美的全向隐身效果。

针对上述难题，浙江大学陈红胜研究团队根据均匀变换光学方法（图1），巧妙地提出了一种非谐振式异向介质结构，并设计制备了一种含极值电磁参数的全向隐身器件。实验研究表明，该团队所实现的隐身器件能够有效地减小物体的散射，并实现较高的电磁透射效率，为实现完美全向隐身提供了很好的方案。

图1   均匀变换光学方法

为了降低隐身器件的制备难度，该研究团队首先利用均匀变换光学方法设计了只用两种均匀介质构成的隐身器件，由此极大地简化了隐身器件所需的电磁参数；该研究团队进一步设计了亚波长金属槽结构的非谐振式异向介质，具有极低的吸收损耗，又能同时满足零值和无穷大值的各向异性的极值隐身参数；最后，利用3D金属打印技术，该团队制备了隐身器件样品，并进行了微波段实验验证（图2）。该隐身器件能够在二维平面实现很好的全方向隐身效果（图3）。

图2 实验样品及测试示意

图3 实验测量结果

实现电磁隐身始终是科学界的一个重要课题，该项工作所提出来的含极值参数全向隐身器件的研究为实现具有优异复杂性能异向介质提供了新途径，为未来更高频段实现完美全向隐身器件提供了新方案，该研究也为基于变换光学的其他全参数电磁波器件的实现提供了新思路。

陈红胜教授现任浙江大学信息与电子工程学院副院长，浙江省先进微纳电子器件智能系统及应用重点实验室副主任，教育部长江特聘教授，国家杰出青年基金获得者。陈红胜教授的主要研究领域包括新型人工电磁材料、异向介质、电磁波隐身、拓扑电磁学等，在相关领域发表了200余篇SCI论文，取得了许多卓越的研究成果，相关研究工作多次被国内外知名科技杂志重点报道。