当波通过无序介质传播时，波的散射必然影响通信质量。虽然波前整形技术缓解了这一问题，但该方法的通道稀缺不能实现对所有入射波完美透明。有研究表明，使用互补介质，随机无序的介质对所有入射光波都将变得半透明。
-
互补介质 -
实现原理 -
参考资料
As shown below👇
*互补介质
互补介质的设计初始配置，
首先，选择一个与固定无序介质反射特性相似的初始互补介质。
如，介质由随机分布的Teflon和金属散射体组成，其平均反射率与固定介质相近。
此时，互补介质的全局透射矩阵
是随机的，透射特征值 τ 服从双峰分布，平均透射率⟨τ⟩=0.40。
梯度优化
通过迭代优化散射体的位置，逐步满足匹配条件。
由于设计空间庞大，需采用基于广义Wigner-Smith（GWS）算子的梯度下降算法。
GWS算子通过计算散射体位移对散射矩阵的影响，高效地指导参数调整。每次迭代仅需与模式数量成比例的电磁仿真，避免逐参数计算。
优化目标
优化目标是使总透射率 T=Tr(t † t)/N 接近1（即零反射）。通过调整互补介质的反射矩阵 r L ，使得复合结构的反射矩阵r=0，从而实现全透射。
约束条件
优化过程中需避免散射体重叠，并通过步长控制确保目标函数单调递增。最终优化后的透射率可达 T≈0.999，透射矩阵t †t 接近单位矩阵。
*实现原理
无序介质中的波散射问题
当波在无序介质（如随机散射体组成的材料）中传播时，通常会因多重散射而大幅衰减，导致透射率降低。传统方法（如波前整形）虽能利用少数开放的“透射本征通道”实现完美传输，但这些通道极为稀少，无法适用于任意入射波前。
互补介质的核心思想
本研究提出了一种通用解决方案：在固定无序介质前放置一个经过优化的互补介质，使整个复合结构对所有入射波实现零反射和完美透射。
其关键原理如下：
散射矩阵匹配
复合系统的总散射矩阵 S 由左侧互补介质（S L ）和右侧固定无序介质（S R ）的散射矩阵组合而成。
通过设计互补介质的反射矩阵 r L ，使其满足广义临界耦合条件
这一条件确保复合结构的反射矩阵 r=0，
同时透射矩阵 t 满足 t †t=1，
即所有入射波前均能完美透射。
无需微观结构信息，仅需固定介质的单侧反射矩阵 r R ，无需了解其内部无序结构。互补介质通过调控反射和透射的振幅与相位，使入射波在界面处发生相消干涉，消除总反射。
[1] M. Horodynski, M. Kühmayer, C. Ferise, S. Rotter, and M. Davy, “Anti-reflection structure for perfect transmission through complex media,” Nature, vol. 607, no. 7918, pp. 281–286, Jul. 2022, doi: 10.1038/s41586-022-04843-6.
