http://www.physorg.com/news/2011-06-invisibility-carpet-cloak-visible.html
By Lisa Zyga, June 15, 2011
(PhysOrg.com) -- 迄今所展示的隱形斗篷，絕大部分都是將物體隱藏在人眼無法察覺的頻率範圍內。設計出能將物體藏匿在可見光中的隱形斗篷則更具挑戰性，因為有嚴苛的材料需求。但在一項新研究中，研究者已製造出一種毯狀隱形斗篷（carpet cloak，譯註：後面依文意翻成隱形毯、毯狀隱形），那能使物體在整個可見光譜下無法被偵測。
這些研究者，由 UCB 及 LBNL 的張翔教授（Prof. Xiang Zhang）所領導，已將他們的研究發表在最近一期的 Nano Letters 上。
如研究者的解釋，先前的隱形斗篷絕大部分都利用金屬超材料（metallic metamaterials）在微波頻率下隱形。不過在可見光頻率下，金屬會吸收過多光線並導致顯著的金屬損耗（metallic loss），Berkeley 以及其他小組不得不設計在紅外線頻率下的介電質斗篷（dielectric cloaks）。最近，（英國）Birmingham 大學的研究者把單軸晶體（uniaxial crystal）當成隱形材料，用來做實驗，那使得在可見頻率中的隱形成為可能，不過那只對某些光的偏振有效。
在當前研究中，研究者使用一種稱為擬保角映射（quasi conformal mapping，QCM）的技術，使物體藏匿在高 300 nm、寬 6 μm 的反射式「隱形毯」下。隱形毯本身看起來像一面平滑的光學鏡，所以物體以及物體在隱形毯下所造成的凸塊，無法透過可見光偵測。
"毯狀隱形意味著你將物體藏匿在一平面層下，我們稱之為（隱形）毯，不過這張毯你看起來就像是一面普通鏡子，看起來就好像是平的，沒有下面放置物體所造成的凸塊（bump），" Zhang 表示。"在這種情況下，觀察者將無法認出有某種東西藏匿其下。"
為了要引導被藏匿物體周遭的可見光，研究者得要使光在抵達凸塊時以不同的速度行進。他們將材料設計成具有可變的折射率、將它們轉變成超材料（因此它們不存在於自然中），以達到此目的。研究者將一個氮化矽波導置於一種透明的奈米多孔（nanoporous）氧化矽基質上，這種基質他們經過特別開發，其折射率比波導低很多。利用奈米組裝技術，研究者將微小的洞蝕刻到氮化物中以製造想要的圖案，賦予波導隱形折射率分布曲線（cloaking refractive index profile）。
"毯狀隱形斗篷的概念一開始的時候就被提出來，故你能為某一給定大小的凸塊設計某種圖案（pattern），並將任意形狀的物體隱藏在凸塊下，" Zhang 說。"如果你需要製造尺寸更大的凸塊以藏匿更大的物體，那麼將你需要一種新的洞洞圖案。"
透過這種折射率分布曲線，以及波導與基質的透明性，這種斗篷能藉由產生某種光束分布曲線，那與光線從一張平坦的、沒有東西在底下的隱形毯反射時一模一樣，從而將某物體完全隱藏。
"這種裝置名列首個在可見光頻率下運作的隱形裝置中；其他新近的可見光隱形操作是基於一種倚賴某種光之偏振的原理，相反的，基於擬保角的原理則不須倚賴偏振，" Zhang 說。 "當然，波導的幾何形狀伴隨著對不同的偏振進行不同的操作，但那在 QCM 設計之外。"
除了隱形之外，這種新技術對於可見光範圍之光學變形結構（optical transformation structures）的實作跨出重要的一步。利用變形光學（TO），研究者能夠為強大的顯微鏡以及電腦這樣的應用，操縱光線。
"毯狀隱形斗篷是一種廣泛的、根據變形光學原理製造的裝置家族的一個例子，" Zhang 表示。"除了隱形之外，各種光學錯覺系統（optical illusion schemes）均能基於此概念被製造出來，在此，觀察者觀看某物體時會接收到不一樣的印象。操作光線傳播的能力可用於能源裝置、光學運算裝置等，無論那是否想在光徑上擁有完整的控制；那讓我們能重導並重新路由它。"
※ 相關報導：
＊ A Carpet Cloak for Visible Light
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nl201189z
Majid Gharghi, Christopher Gladden, Thomas Zentgraf,＊ 科學家：隱形斗篷觸目可及
Yongmin Liu, Xiaobo Yin, Jason Valentine, and Xiang Zhang
Nano Lett., Article ASAP
Publication Date (Web): May 27, 2011
dou: 10.1021/nl201189z
＊ 超材料光學的突破 -- 解決吸收損失
＊ 測量複合材料的光速
＊ 台灣教授研究 隱形斗篷盼成真
＊ 以烏賊為師 隱形外套不是夢
＊ 「縮小器」使物體看起來更小
＊ 以新奇的光學電晶體控制光的流動
＊ 隱形遮蔽物或能對抗地震
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哈利波特隱形斗篷 「美」夢成真
中央社 2012.01.05
獲得美國國防部支持的物理學家今天說，他們研製出「時間斗篷」，讓觀者短時間內無法察覺事件發生。
根據科學雜誌「自然」（Nature）刊登的研究，實驗室設備操縱光流，讓人無法看見在極短的瞬間發生的事件。
研究也增加打造新一代偽裝術的實驗，也就是所謂的隱形斗篷。
率領研究的紐約康乃爾大學（Cornell University）弗里德曼（Moti Fridman）說：「我們的研究結果代表在取得完整時空隱形裝置上跨出重大一步。」
這項突破是利用光頻率以極微小的速度差距移動的特性，尋找「時間缺口」，研究團隊製造的缺口極小，只維持50皮秒（picosecond，兆分之一秒）。
弗里德曼說：「我們以其他人看待『空間』的方式來看待『時間』，其他人在空間所做的事，我們也能在時間內達成。」
紐約羅徹斯特大學（University of Rochester）包伊德（Robert Boyd）等光學專家在評論中，將這項實驗比作繁忙車流經過平交道的情況。
當列車來時，車輛會停下來，這便在車流中造成出「空白」區間。當列車通過後，停下來的車輛會加速，直到追上前面的車流為止。對觀者來說，車流情況似乎相當正常，沒有證據證明列車曾穿越平交道。
包伊德等人說，在證明可能打造出「時間斗篷」後，這個研究團隊的下一步是擴大「時間缺口」，先從微秒然後毫秒。
時間斗篷可能的用處是加強光纖通訊安全，因為它能切開光的訊號，讓它們以不同速度前進，然後重新組合，如此能讓數據難以攔截。
塗超材料隱形 戰機雷達測不到
法新社 2012/01/27
（法新社巴黎26日電）美國科學家研究著名的3D效果「隱形斗篷」又獲進展，可讓大型的獨立物體消失不見。
這項實驗室的研究成果是隱形科技的最新進展。這種技術利用新穎材料操縱光線，軍方對相關發展興趣尤其濃厚。
英國「新物理學期刊」（New Journal of Physics）報導，美國奧斯汀（Austin）德州大學（University of Texas）研究人員發現，可以遮蔽18公分長的圓柱管，使其避開能量光譜中電磁微波部分的光線。
雖然這項技術無法像小說「哈利波特」（Harry Potter）裡的隱形斗篷一樣，有讓物體從視覺上消失的效果，但研究人員表示，研究證實，所謂的等離子超材料（plasmonic meta-materials）確實有遮蓋的效果。
實驗聯合領導人阿魯（Andrea Alu）表示，戰機若塗上這種材料就可進入「超級隱密」狀態，各方的雷達微波都無法偵測其存在。
在這項新實驗中，研究人員製作了等離子超材料外殼，再將圓柱管放入其中，完成之後再讓它暴露在微波電磁波中。
電磁波被超材料外殼打散後，又和圓柱管反射回的電磁波相撞，無法對觀看者傳送出回應訊號。
阿魯說：「當遮蔽物與物體的散射場互相干擾時，會互相抵銷，此時從任何角度看，就會有透明且隱形的整體效果。」
他又說，任何形狀物體都可以用這種技術遮蓋。（譯者：中央社徐嘉偉）
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