http://www.physorg.com/news/2011-05-device-smaller.html
By Lisa Zyga, May 31, 2011
(PhysOrg.com) -- 透過控制光線如何在一物體四周彎曲，研究者打造出一種縮小裝置，那能使物體看起來比實際上小。雖然原本的物體並沒有真的縮小，不過物體縮小的錯覺足以使旁觀者混淆，因為物體真正的大小無法被感知。
這個工程團隊，由來自中國南京，東南大學的 Wei Xiang Jiang 以及 Tie Jun Cui（崔鐵軍）所領導，已將其對縮小裝置的研究發表在最近一期的 Applied Physics Letters 上。
"這種縮小裝置能將一物體的尺寸虛擬地縮小，所以我們將之命名為「縮小器」，" Cui 表示。"此裝置在微波下運作，且將混淆雷達或其他電磁偵測設備，致使判斷錯誤。因此那可能有一些潛在的軍事應用。"
研究者們以超材料（metamaterial，其在隱形斗篷中的角色，最為人所知）打造出縮小器。被用於變換光學（transformation optics，轉換光學）的領域時，超材料能彎曲光線並以想要的方式控制其路徑。
在此，研究者們使用超材料打造出八個同心環（concentric rings），每一個都有 12 mmm 高。他們接著將任意物體，例如：一根湯匙，放在環的中心。當光波傳播通過縮小器時，波前（wave fronts）被曲折，而它們的波長被壓縮。當光線抵達內環區域時，波長則會被解壓縮。對於一位站在縮小器外的觀察者來說，被操縱的光線會創造出其形狀與真實物體一樣，但尺寸變小的錯覺。
"該裝置是利用變換光學來設計，那使得物體在真實空間與虛擬空間中看起來一樣，" Cui 表示。"在我們的設計裡，實物是大的那一個而虛物是小的。在縮小器的幫助下，大物體的散射場（scattering field）會變得與小的一樣。"
如同研究者們的解釋，這種縮小裝置作用上有點像一開始的隱形斗篷，因為兩種裝置都涉及到縮小內環區域的半徑。為了這種縮小裝置，此空間的半徑總是正的。但是當半徑趨近於 0，這種縮小裝置會變成一種完美的隱形斗篷。
"想讓一個物體看起來有多小都可以辦到，" Cui 說。
研究者們在數學上以及實驗上證明縮小的表現，並發現實驗結果與模擬非常一致。這些結果證明，該裝置具有全面的「優良縮小表現」-- 即幻象看起來就是原本物體的實際縮小版。
研究者們提到，因為某些物體的比例（proportions）與其尺寸相依，故縮小器甚至能產生原本不存在於自然界中的小尺寸虛擬物體。
此外，這裡用來設計縮小器的方法能夠被延伸，藉此設計並實現其他錯覺裝置，例如能夠改變一物體一些其他參數的裝置。
※ 相關報導：
＊ Shrinking an arbitrary object as one desires using metamaterials
http://apl.aip.org/resource/1/applab/v98/i20/p204101_s1
Wei Xiang Jiang, Tie Jun Cui, Xin Mi Yang, Hui Feng Ma, and＊ 「反鏡像」光學錯覺可增加 LED 照度與雷射功率
Qiang Cheng
Appl. Phys. Lett. 98, 204101 (2011); (3 pages)
doi: 10.1063/1.3590203
＊ 完美的非反射
＊ 超材料光學的突破 -- 解決吸收損失
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＊ 台灣教授研究隱形斗篷盼成真
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