隐形--超材料

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超材料1

超材料
1.什么是超材料
3.隐身技术
什么是超材料？
什么是超材料？
• “超材料（metamaterial）”指的是一些具有人工设计的结构并呈现出天然材料所不具备的超常物理性质的复合材料[1] 。“超材料”（Metamaterial）是21世纪以来出现的一类新材料，其具备天然材料所不具备的特殊性质，而且这些性质主要来自人工的特殊结构[1] 。超材料的设计思想是新颖的，这一思想的基础是通过在多种物理结构上的设计来突破某些表观自然规律的限制，从而获得超常的材料功能。超材料的设计思想昭示人们可以在不违背基本的物理学规律的前提下，人工获得与自然界中的物质具有迥然不同的超常物理性质的“新物质”，把功能材料的设计和开发带入一个崭新的天地[1] 。典型的“超材料”有：“左手材料”、光子晶体、“超磁性材料”[1] 、“金属水”。
6、光操纵材料
• 6、光操纵材料光操纵超材料的纳米结构能够以特定的方式对光线进行散射，它或许真的可以让物体隐形。根据制作方式和材料的不同，超材料还能散射微波、无线电波、和不太为人所知的T射线。实际上，任何一种电磁频谱都能被超材料所控制。
超材料在隐形方面的应用
• 视频
隐形斗篷
• 斯坦福大学的团队设计了一种新型的超材料，其结构优势允许材料有效处理多种颜色下的电场和磁场。材料中使用到的技术叫做“保角变换”（又称保角映射），根据材料的属性，可以把一个二维材料“折叠”成一个三维纳米级的对象，形状就像一弯新月，但是保留了那些光的原始性质。新的斯坦福超材料由一个三维周期性阵列组成，来源于三种人工的纳米粒子。进入到可见光的时候，材料会显示出负折射指数（光会朝着相反的方向折射）的特性，比如可以把蓝色变成红色。实验的结果证明，除了那些非常极端的可见光谱，一般的光谱都可以成功进行负折射。经过后续的一些调整处理后，这个材料将会对整个可见光谱的作用非常大，斯坦福大学表示，基于这个原理某一天制造真正的隐形斗篷将是非常容易的。

军事理论隐身衣--可遁行的数字超材料

“隐身衣”：可遁形的“数字超材料”
来源：解放军报
隐身衣在许多科幻小说中都是格外吸引人们眼球的法宝。

近日，美澳两国科学家联手推出一种名为“数字超材料”的新概念新技术。

据悉，军方有可能成为这种新型材料的第一个受益者,无论是舰船、战斗机，还是坦克，都可以通过隐身技术让目标在敌眼前遁形。

此新材料技术性能由其组成单元的性质和单位排列方式所决定。

所谓“数字超材料”，是一种人工合成复合物，即通过重复的方式对玻璃、金属、塑料等物质的微观亚单元进行重组，使材料具备奇异的光学特性，最终实现光线的弯曲与散射等。

研究人员认为，这种数字超材料将有助于加快诸如隐身衣、超透镜等特殊设备的面世进程。

隐身材料

甚低频 (超长波)
低频 (长波)
中频 (中波) 广播段
高频 (短波)
甚高频 (超短波)
特高频 (分米波) 雷达频率
超高频 (厘米波)
极高频 (毫米波)
亚毫米波红外线
音频视频微波段
频率 3 kHz 30 kHz 300 kHz 3 MHz 30 MHz 300 MHz 3 GHz 30 GHz 300 GHz 3000 GHz
F-117A
F-117A
F-117A是美国前洛克希德公司研制的隐身攻击机。是世界上第一种可正式作战的隐身战斗机。设计始于70年代未，1981年6月15日试飞成功，次年8月23日开始向美国空军交付，共向空军交付59架。F-117A服役后一直处于保密之中，直到1988年11月10日，空军才首次公布了该机的照片，1989年4月F-117A在内华达州的内利斯空军基地公开面世。F-117A自装备部队以来参加了入侵巴拿马、海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争、伊拉克战争等多次实战行动，战果显著。2008年退出现役。
就是“超机动性”、“超音速巡航”、“隐身能力”和“超视距打击”
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ J-20
J-20
F-22
F-22
F-35
F-35
F-35b
T-50
T-50
RQ-170无人侦察机
X-47b
B-2
法国神经元
2013年11月21日，中国“利剑”隐身无人作战攻击机成功进行了首次试飞.
RAH-66隐身武装直升机
2006年，Pendry在Science 上发文指出，可以利用负折射材料可以设计出“隐形斗篷”。在负折射率材料中，折射率的材料入射到具有负折射率材料的界面时，光的折射与常规折射相反，入射光线和折射光线处在于界面法线方向同一侧，也就是说，在这种材料中，光出现了异常传播，出现了扭曲的现象。要实现材料的隐身，最关键的技术就是制造出能扭曲可见光波的材料，只要制造出性能合适的材料，“隐形斗篷”将可能实现。而这种材料，正是具有负折射率的超材料。

超材料在电磁波隐身中的应用研究

超材料在电磁波隐身中的应用研究隐身技术近年来在军事和民用领域都得到了广泛的应用。

其中电磁波隐身技术是最常见的一种隐身技术，其实质是通过改变隐身物体对电磁波的反射、折射和透射等物理特性，使敌方雷达等电子设备无法检测到隐身物体存在的一种技术手段。

而超材料因其特殊的电磁波响应特性，被认为是用于电磁波隐身中最有前途的材料之一。

超材料是一种人造材料，其物理、电学和磁学特性都可以通过设计、结构排列等方法进行调控。

这种材料在许多领域中都具有很高的研究价值，尤其是在电磁波隐身领域中的应用。

超材料的应用主要有两种方式：一种是利用这种材料，制造出电磁吸收、屏蔽、反射等新型材料；另一种则是构造出特殊的超材料结构，实现对电磁波的调控和转换，并且将其应用于具有特殊功能的隐身设备中。

超材料的电磁波响应特性主要体现在其微观结构所表现出的新颖电磁波介质性质上。

这种材料中的结构单元可以自然或制造出比传统的晶体材料尺寸小得多的结构单元，这些结构单元之间可以进行广泛的交互作用和相互影响。

超材料的这种结构可以设计出具有负磁导率、负介电率等非常规电磁参数的材料，能够产生具有新颖电磁特性的电磁波介质响应。

这种响应使超材料可以对电磁波进行有效的反射、折射和透射，具有更好的电磁波隐身性能。

近些年来，超材料在电磁波隐身中的应用研究取得了良好的成果。

2018年，科学家们就利用纳米超材料设计制造了一种新型电磁隐身材料，尝试在实验室环境下对地面雷达监测到的普通物体进行了电磁波隐身试验。

该试验有了不错的效果，最终实现了对电磁波隐身的探索。

此外，超材料可控制电磁波的透射率，可以使电磁波透过隐身设备后不损失过多的能量，从而减小被探测的概率。

此项技术是电磁波隐身技术的重要手段之一。

然而，由于超材料的制造成本较高，且目前研究还未能完全克服超材料在实际应用中的问题，实际生产和应用中需要更多的投资和技术支持。

研究人员需要进一步集中研究，改进生产成本，提高超材料结构的实用性和稳定性，以便在实际的工程应用中发挥出其更大的潜力。

电磁隐身超材料

再利用材料内部的欧姆损耗和介质损耗实现对电磁波的强烈吸收。
该吸波材料的厚度可以仅有 1/35 的工作
波长，在 GHz 窄频段内能实现接近 100%的吸收率。
Landy N I, Sajuyigbe S, Mock J J, et al. Perfect metamaterial absorber[J]. Physical Review Letters, 2008, 100(20):207402.
(m2 ) (dBsm) 10lg 2 1(m )
RCS缩减10dB意味着减少了90%的散射功率，返回的只剩1/10，极大地降低了目标被探测到的可能性。
Part Two
心得体会
✿整理雷达方程可得雷达最大作用距离为
R max
Pt G t G r 2 1/ 4 [ ] 3 (4) Pmin
Partபைடு நூலகம்One
1.4 新型人工电磁表面的优势 (Metasurface)
新型人工电磁材料是通过控制材料的介电常数与磁导率来实现奇异的物理特性，而根据广义的反射和折射定律，新型人工电磁表面能够通过谐振单元引入相位突变，控制表面不同位置的折射或反射相位来实现空间电磁波的调控，因而设计更加方便灵活。广义反射和折射定律的理论一经提出，迅速引起了世界范围内的关注。新型人工电磁表面凭借着独特的物理性质，在操纵电磁波的幅度、相位、极化、波态、方向等方面展示出自由灵活的优越性，为新型人工电磁材料的发展注入了新的活力，在新型电磁隐身、微波和太赫兹器件、光电子器件等诸多领域具有广阔的发展前景。
Part Two
2.3.3 地幔斗篷(Mantle cloaks）
地幔斗篷的概念由 Andrea Alu 在 2009 年首次提出。该方法使用超薄共形的新型人工电磁表面覆盖隐身目标，通过调整表面单元的形状和尺寸，合成有效的平均表面阻抗, 来调节新型人工电磁表面上的表面电流。斗篷上产生反相的散射场与隐身目标的散射场产生相消干涉，因此减少了整个系统的可见性。对于不同的隐身目标，都需要特殊设计外部的隐身罩，一定程度限制了其在隐身中的实际应用。

超材料在隐身技术领域的研究进展

超材料在隐身技术领域的研究进展来源：中国航空报，作者：张明习刘晓春门薇薇核心提示：超材料（Metamaterial）是一类由亚波长结构单元作为基本单元构成的具有自然材料不具备的超材料物理特性的人工复合结构或材料，在长波长条件下，具有等效介电常数和等效磁导率，电磁参数依赖于其基本构成单元的谐振特性。

超材料（Metamaterial）是一类由亚波长结构单元作为基本单元构成的具有自然材料不具备的超材料物理特性的人工复合结构或材料，在长波长条件下，具有等效介电常数和等效磁导率，电磁参数依赖于其基本构成单元的谐振特性。

通过对人工结构单元结构参数的调节，可实现对超材料电磁参数、反射相位、透射相位、手征参数等的自由设计。

因此，超材料具有很大的设计灵活度，在新型物理器件、天线系统、隐身材料等领域具有巨大的潜在应用价值。

隐身技术是现代军事中具有巨大战术价值和战略威慑作用的一项技术。

近几年来，超材料在隐身领域的研究也受到了广泛的关注，利用超材料不同的物理性质可以实现不同物理机制的隐身。

超材料吸波隐身技术电磁波吸波材料是武器装备的重要材料之一，可以大幅降低飞行器的雷达散射截面积，从而提高其生存防御能力和总体作战性能。

吸波材料是指能吸收、衰减入射电磁波，并将电磁能量转换成其他形式的能量而耗散掉，或调制电磁波使其因干涉相消的材料。

超材料出现后研究人员将其引入雷达吸波材料结构体中，结合其损耗特性和频率响应特性开展广泛研究。

超材料吸波隐身技术的吸波机理是：在谐振和反谐振区域，标志材料损耗特性的复介电常数和复磁导率的虚部也达到了峰值，这意味着超材料会对电磁波表现出强烈的吸收特性，因而基于超材料可以设计出具有强吸波效应的吸收剂。

超材料既可以单独作为吸波材料使用，也可以与传统吸波材料复合，从而制备出满足微波隐身“薄、轻、宽、强”要求的新型复合吸波材料。

作为结构型的超材料，在作为隐身材料使用时，由于其工作频率、介电常数和磁导率等电磁参数的易调节性，容易实现超材料的吸波层与自由空间的阻抗匹配，从而大幅度减少反射波强度罩。

隐身材料概述论文

隐身材料概述论文隐身技术已经成为了现代战争中的必备之一，任何一个国家或军队，都希望高效的隐形技术，能够让自己在战场上快速获胜。

在几十年的技术革新中，隐身技术也得到了极大的发展。

本文将讨论隐身材料的概述，探索各种不同的材料，以及这些材料的优缺点。

在对隐身材料的研究中，最重要的目标就是消解雷达信号。

换言之，所谓隐身原理就是在电磁波频率段内，设法使飞机、车辆等实体物体的散射反射系数尽可能小，使雷达探测不到。

近年来，研究人员发现，使用特定材料可以达到这一目的，并因此创造了许多隐身材料。

第一种隐身材料是碳纤维复合材料。

这种材料具有高强度、高刚性、低密度等优点。

相比于金属材料，碳纤维复合材料更加透明，可以让雷达信号穿透其表层而不散射反射。

虽然这种材料非常有效，但其制造成本较高，需要极其高超的技术。

第二种材料是纳米材料。

纳米材料通过在材料表面上涂覆一层纳米颗粒来实现消解雷达信号。

这些纳米颗粒仅仅只有几个纳米级别大小，因此它们不会对表面的外观产生影响。

此外，纳米颗粒也能够消解其他频率段内的信号，使得物体更难检测到。

但这种技术还处于试验阶段，需要更多的研究让其得到更加广泛的应用。

第三种隐身材料是为了减少红外线信号而利用的材料。

这种材料使用一种特殊材料，可以从物体的表层散射出红外线以达到隐身的效果。

这种材料通常被涂覆在飞机表层上，并可以减少热信号。

此外，这种材料也可以用于干扰敌方红外探测装置，以达到更好的隐身效果。

第四种隐身材料是具有隐身金属特性的材料，这种材料被称为“超材料”。

它通常通过结合金属的物理特性（如导电性和磁性）和非金属材料的特性来实现，从而减少散射反射。

这种材料可以制造成类似蜂巢结构的三维纳米结构，从而增加散射反射的面积。

与其他隐身材料相比，超材料在频域范围内的隐身效果更好，但其制造成本非常高。

隐身技术已经成为许多国家研究的焦点，其开发和使用也会一直保持高度机密。

虽然隐身材料中大多数应用于军事领域，但这些材料也可以用于不同的应用，例如：机器人，让他们不受到干扰的工作。

超材料与光学隐身技术关联性检验

超材料与光学隐身技术关联性检验随着科技的不断发展，超材料和光学隐身技术都成为了当前研究的热点领域。

超材料是一种能够实现对电磁波的极端控制的人工材料，而光学隐身技术则是利用特殊材料或结构将目标物体对光的反射、散射和吸收降到最低，使其在光学频段具有隐身效果。

本文将探讨超材料与光学隐身技术之间的关联性，并对其进行实验验证。

首先，我们来介绍一下超材料。

超材料是一种由人工微结构构成的材料，其特殊的设计和构造可以使其具有一些在自然非晶态材料中不存在的光学性质。

通过调控这些人工结构的尺寸、形状和排布等因素，超材料可以引导和操控光的传播，实现对电磁波的精确控制。

超材料的应用领域非常广泛，包括光学、电子、通信、能源等方面。

光学隐身技术则是利用特殊材料或结构对光进行精确控制，使得目标物体在光学频段具有隐身效果。

光学隐身技术的基本原理是将光线绕过或传播穿过目标物体，使得目标物体对光的反射、散射和吸收最小化，从而实现对目标的隐身。

光学隐身技术的发展对于军事、航空航天以及安全领域都具有重要意义。

超材料和光学隐身技术之间的关联性主要体现在两个方面。

首先，超材料可以提供实现光学隐身所需的特殊材料。

例如，超材料可以具有负折射率特性，将光线绕过目标物体而不与其发生相互作用，从而实现隐身效果。

其次，超材料还可以通过调控光的传播路径，使得目标物体对光的反射、散射和吸收降到最低，从而实现隐身效果。

超材料的高度可调控性和结构可设计性，使其成为光学隐身技术研究中的重要工具和材料。

为了验证超材料与光学隐身技术的关联性，研究人员进行了一系列实验。

其中之一是利用超材料设计和制造了隐形斗篷。

隐形斗篷是一种利用超材料的特殊性质，使得光线绕过目标物体而实现隐身效果的设备。

研究人员使用超材料构建了一个具有负折射率特性的斗篷，将光线绕过斗篷内部的物体，使得这些物体对外部的观察者处于不可见状态。

实验证明，利用超材料制造的隐形斗篷可以有效地对光进行控制，实现隐身效果。

光学隐形技术如何实现隐身效果

光学隐形技术如何实现隐身效果在许多科幻电影和小说中，我们常常看到主角们凭借神奇的光学隐形技术消失在人们的视野中，让人惊叹不已。

而在现实世界中，科学家们也一直在努力探索和研究光学隐形技术，试图让这一科幻梦想照进现实。

那么，光学隐形技术究竟是如何实现隐身效果的呢？要理解光学隐形技术的实现原理，我们首先需要了解光的传播和反射特性。

当光照射到物体表面时，一部分光会被吸收，另一部分光则会被反射或折射。

我们之所以能够看到物体，正是因为物体反射或折射的光进入了我们的眼睛。

而光学隐形技术的核心目标，就是要让物体尽可能地减少对光的反射和折射，从而达到“隐身”的效果。

一种常见的实现光学隐形的方法是利用超材料。

超材料是一种具有特殊结构和性质的人工材料，其电磁特性可以通过设计和制造进行精确调控。

通过精心设计超材料的微观结构，可以使其对光的折射率产生特殊的变化，从而引导光绕过物体，就好像物体不存在一样。

这种超材料的设计需要极其精细的工艺和复杂的计算，以确保光能够按照预期的路径传播。

另一种思路是利用自适应光学系统。

这个系统可以实时监测周围环境的光场分布，并迅速调整自身的光学特性，以适应不同的光照条件。

例如，通过改变物体表面的折射率分布，使得入射光在物体表面发生弯曲和偏转，从而避免产生明显的反射和散射。

这样，从外部观察时，物体就很难被察觉。

还有一种有趣的方法是利用光学迷彩技术。

这种技术类似于变色龙的变色能力，通过在物体表面覆盖一层能够感知周围环境颜色和亮度的材料，并迅速做出相应的调整，使物体的外观与背景融为一体。

不过，这种技术目前还面临着许多挑战，例如如何实现快速而准确的颜色和亮度匹配，以及如何在不同的光照条件下保持良好的隐身效果。

要实现完美的光学隐形效果，还需要解决一些关键的技术难题。

首先是视角问题。

目前大多数的隐形技术只能在特定的角度和有限的范围内实现隐身效果，如果从不同的角度观察，物体可能仍然会被发现。

其次是动态隐身的挑战。

超材料在雷达和隐身技术中的应用

超材料在雷达和隐身技术中的应用随着科技的不断进步，人们对材料性能的要求也越来越高。

在军事领域，雷达和隐身技术的研究一直是一个重要的方向。

超材料作为一种新型材料，因其在电磁波谱范围内具有特殊的反射和透射效应，被广泛地应用于雷达和隐身技术领域。

一、超材料概述超材料是一种具有媲美天然材料的异常功能的复合材料，其功能是通过控制介质中的结构来实现的。

超材料可以通过纳米和微米尺度的尺寸和形状调整，从而实现对电磁波的控制。

超材料的结构隐藏了出色的光学性能和电磁响应特性，使得它们在隐形设备、光学器件和天线领域等方面都有广泛的应用。

二、超材料在雷达技术中的应用雷达技术是一种利用电磁波来探测物体和监测地球表面的技术。

自20世纪30年代起，雷达技术在战争中扮演了重要的角色。

但是，早期雷达技术存在着缺陷，如误报率高、互干扰以及易受干扰等。

而超材料的应用可以有效地解决这些问题。

通过控制超材料的结构和形状，可以实现多频段的全方位反射、偏转和吸收。

这就使得在雷达监测中，可以使用超材料制成的隐形设备实现目标被动发现，即目标环境的光学特性与超材料自身光学特性的匹配程度是大于或等于有、目标响应模式能被模拟的条件。

另外，超材料还可以制成超材料天线，能够替代传统的射频器件。

超材料天线的优点在于具有更小的尺寸和重量、难以被侦察和攻击。

此外，超材料天线还具有更快的反应时间和更高的效率。

三、超材料在隐身技术中的应用隐身技术是指通过吸收、散射和偏转电磁波，使得具有这种技术的设备或目标不被雷达等探测到或无法识别。

在现代战争中起着至关重要的作用。

而超材料在隐身技术中的研究也越来越受到关注。

超材料在隐身技术中的应用主要包括两个方面：一是隐身涂料，二是隐身结构。

隐身涂料是由超材料制成的，具有很好的吸收能力和抗磨损性，可以在飞行过程中吸收雷达发出的电磁波，使得目标不容易被侦测到或识别出来。

隐身结构是由超材料制成的，用来构成飞行器或舰艇的表面结构。

超材料隐身结构的作用在于可以通过调整超材料的电磁特性，实现反射、透射和吸收等功能，从而使得目标对雷达等探测设备的回波信号降低到最低程度。

超材料在隐身技术领域的应用

超材料在隐身技术领域的应用目录编者按 (1)1.超材料介绍 (1)2.超材料的隐身技术应用优势 (3)3.超材料的隐身技术军事应用进展 (4)4.超材料的隐身技术军事应用前景 (5)编者按超材料具备常规材料所不具备的超常物理性能，能够实现对光波、电磁波、声波的操控，由此带来武器装备性能的提升和设计自由度的拓展。

近年来，超材料在隐身技术领域的应用成果不断涌现。

作为提高武器系统生存与突防尤其是纵深打击能力的有效手段，超材料已成为立体化战争中最有效的突防技术手段。

1.超材料介绍超材料又名超颖材料，是指具有人工设计的结构、呈现出天然材料所不具备的超常物理性质的复合材料，介于宏观与微观之间的介观微结构是超材料的基本组成单元。

它通过复杂的人造微结构设计与加工，实现了人造“原子”及其组合，可以改变原有材料对电磁场的响应。

超材料技术是一个跨学科领域，涉及电子工程、凝聚态物理、微波、光电子学、材料科学、半导体科学以及纳米技术等，其设计思想和方法成为发掘材料新功能、引领产业新方向、提高材料综合性能的重要手段，是继高分子材料、纳米材料之后新材料领域又一重大突破。

超材料是一个热门研究课题，尤其在涉及现代天线结构的领域更是如此。

今天我们就一起来认识一下。

超材料的简介超材料CmetamateriaD,其中拉丁语词根表示“超出、另类”等含义，因此一般文献中给出超材料的定义是“具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料。

”指的是一些具有人工设计的结构并呈现出天然材料所不具备的超常物理性质的复合材料。

简而言之，超材料是指能够实现自然界中未知特性的材料和结构的组合，是21世纪以来出现的一类新材料，其具备天然材料所不具备的特殊性质，而且这些性质主要来自人工的特殊结构。

超材料的设计思想是新颖的，这一思想的基础是通过在多种物理结构上的设计来突破某些表观自然规律的限制，从而获得超常的材料功能。

超材料的设计思想昭示人们可以在不违背基本的物理学规律的前提下，人工获得与自然界中的物质具有迥然不同的超常物理性质的“新物质”，把功能材料的设计和开发带入一个崭新的天地。

超材料在隐身领域的研究及应用进展

*
在这种情况下，人们提出了超材料的概念，它不仅包括介电常数和磁导率同时为负的左手材料，也包括介电常数或者磁导率单独小于 1 以及单独小于 0 的特殊材［2 ］料。由于其具备的独特的电磁特性，有关超材料的。制备和应用研究工作成为当前的热点近几年来，超材料在隐身领域的研究也受到了广［35 ］。由于超材料可实现与以前常规材料截泛的关注然不同的折射，因此人们对隐身的研究注意力也从单纯的吸波研究扩展到了控制电磁波的绕射从而达到隐身的目的。下面将从几个方面介绍当前基于超材料的隐身研究进展。
{
图 3 Schurig 提出的隐身圆柱 Fig 3 Metamaterial electromagnetic cloak by Schurig Cai 等［11］提出了二维 TM 波弱依据同样的理论，化隐身斗篷，并且根据有效介质理论设计了一种在光［12 ］波段的隐身斗篷。 Huang 等则设计了另一种二维 TM 波弱化隐身斗篷，考虑到这种隐身斗篷没有磁共，振其不同方向的各向异性是由均匀物质交替构成的Ｒuan 等［13］为了避同心层状结构来控制的。2007 年，免在坐标变换时设计的斗篷参数具有奇异性，采用了一种近似理想情况的模型进行求解。他们通过在理想斗篷的基础上引入一个趋于零的微小扰动，系统地研究了近似理想情况与理想情况之间散射系数的变化关［14 ］系。Yan 等则进一步证明，若采用简化材料参数的方法，使用均匀各向同性材料设计的隐身斗篷并不能实现完美的隐身效果。 Jiang 为了克服上述斗篷参数存在奇异性的缺点，［15 ］等利用线坐标变换代替点坐标变换，研究了无奇点的隐身斗篷。他们发现，在椭圆柱坐标系统中利用坐标变换的方法可以将要隐身的物体压缩为一条线段，当椭圆的焦距较小时，椭圆斗篷即简化为圆形斗篷。这种设计的优点在于隐身斗篷的各个参数没有奇点，［16 ］并且参数的变化范围较小。 Leonhardt 等则在 2009 年利用非欧几何空间中的坐标变换方法，首先建立一个曲线的非欧几何空间，然后将该空间映射成物理空间，这样可实现宽带隐形，并且不要求材料具有奇异。性Ｒahm 等［17］在 2008 年提出了基于光学变换理论，

隐形材料

六、人造玻璃纤维技术制作隐形衣七 “左手克大学和中国东南大学合多、影响深隐形材料还有比“ 隐身衣”重要得作，最近研制出“隐身衣”。新制作出的隐形材料可远得多的用途。这就是运用隐形材料做成“完以引导微波“转向”，避开仪器探测，从而美透镜”——负折射透镜。防止物体被发现。与光和雷达波一样，微波探测到物体的原理是物体阻挡了微波通过的途径，使其产生阴影，从而“显形”。 “左手材料”和物理学中电磁波传播遵循“右手定律”背道而驰，举个例子，在自然界，光线折射遵循折射定律，总是沿正折射角方向折这种敷在物体表面的材料，能引着微波射，但是面对这种材料，光线将会沿负折射角 “绕着走”。这种“隐形衣”外形如同一条方向折射，到了另外一边，形成“负折射”。黄色的浴巾，由数以千计的类似人造玻璃纤维的“超材料”组成，这些材料可以“抓住” 微波并改变其方向。
THE THE 今天的隐形材料 SHOW DREAM
就给大家介绍到这里 TO BE
CONTINUED
THE END
“元材料”技术，就是将聚合材料和微小的锡卷或金属丝混合，从而使电磁辐射的路径弯曲。超材料是一种非常有意思的物质，有许多控制它的方法。
美国研制的这种新材料在纳米尺度上，可以使三维空间内的可见光弯曲，也就是说，照射在这种材料上的可见光不能像正常情况下那样偏折，人眼也就无法“看到”它。
九、微型金属针制作隐形衣八、“光学伪装”技术制作隐形衣光学伪装”
这种光学衣服外覆盖一层反光小珠，衣服上还装有数个小型摄像仪。当有人穿上衣服后，衣服这种隐形衣的材料就是一种微型金属针，能够改变的前面会显示摄像仪拍下的背景影像，衣服后面物质折射率。长短不一的金属针以不同角度安装在则显示前景影像，这就使穿着者与环境混为一斗篷表面，使斗篷看上去像个呈圆锥体的发梳。体，达到隐形效果。

隐形材料

• 材料尚未在自然界中被发现，而十年前尚未有能力制造此类材料尚未在自然界中被发现，材料。但如研究小组所知，材料。但如研究小组所知，拥有特殊与复杂电磁场特性的工程材料，正以相当快的速度增加。程材料，正以相当快的速度增加。现在知道如何设计由金属构成的“隐形材料” 其特征与拥有随方向位置变化、构成的“隐形材料”，其特征与拥有随方向位置变化、或为左手材料（介电常数ε与磁导率为负值）与磁导率µ为负值左手材料（介电常数与磁导率为负值）的连续材料相对类然而因为极高的灵敏度，早期无法成功制作出此材料。似。然而因为极高的灵敏度，早期无法成功制作出此材料。如无法建立一个拥有完全正确特性、几乎与理论相同的材料，如无法建立一个拥有完全正确特性、几乎与理论相同的材料，则此材料将派不上用场。研究小组开始反问自己，则此材料将派不上用场。研究小组开始反问自己，他们要做的是否类似于“尝试在细针上谋取平衡” 的是否类似于“尝试在细针上谋取平衡”，或许可以容许误真正成功的建立期望模型的难度有多高？差？真正成功的建立期望模型的难度有多高？而最后若无法在软件上满足材料的特性，则此方法是否可行？在软件上满足材料的特性，则此方法是否可行？数值模拟在探测这些问题上是相当出色的工具，因为材料并非完美，探测这些问题上是相当出色的工具，因为材料并非完美，如实际实验中不可避免的问题，能否纳入到考虑之中。实际实验中不可避免的问题，能否纳入到考虑之中。若能完全在COMSOL Multiphysics中模拟理想与非理想的情况，中模拟理想与非理想的情况，全在中模拟理想与非理想的情况则就有机会在实验中论证屏蔽的可能性。则就有机会在实验中论证屏蔽的可能性。
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导电高分子材料按其组成和导电机理可以分为本征型和复合型。机理可以分为本征型和复合型。前者指聚合物本身具有导电性或经掺杂处理后才具有导电功能的聚合物，因其加工合成困难、聚合物，因其加工合成困难、成本高，仍处于研究阶段。本高，仍处于研究阶段。所以研究重点为复合型导电高分子材料。究重点为复合型导电高分子材料。其获得方法有两种：其获得方法有两种：①在基体聚合物中填充各种导电填料；合物中填充各种导电填料；②将结构型导电聚合物或亲水性聚合物与基体聚合物共混。物与基体聚合物共混。

光学超材料的本领不只有隐形

光学超材料的本领不只有隐形光学超材料是近年来科学家们在材料科学领域的一个新的突破。

超材料的概念最早出现在上世纪90年代初，是指具有特殊的光学性质、能够操控光波传播方向和光场分布的一类材料。

光学超材料通过对电磁波传播过程的控制，达到了一些惊人的效果，其中最为著名的便是隐形。

隐形材料是一种光学超材料的应用，能够使物体在光学范围内消失不见，从而具有了隐身的效果。

这种材料通过调节光在材料中的传播速度和方向，使光无法在物体表面上反射或折射，从而达到隐身的目的。

这种技术已经被应用于多个领域，如军事、能源、汽车等，能够提高生产效率和降低成本。

但是，光学超材料的本领远远不止于隐形。

首先，光学超材料在传统光学器件领域的应用也是十分广泛的。

例如光学分光计、光纤通信系统、光学集成电路等。

这些应用利用超材料调制光的传播和分布，能够实现更高的光学传输效率和更广的传输频率范围，具有广阔的应用前景。

此外，光学超材料还能够实现光的滤波、聚焦、成像等功能，在医学成像、光学成像等领域也具有广泛的应用前景。

其次，光学超材料还能被应用于太阳能、光电子器件等领域。

太阳能电池是一种能够将太阳能转化为电能的器件。

光学超材料可以调制太阳能的入射角度和光强，从而提高太阳能的吸收效率。

同时，光学超材料还能够被应用于光电子器件，如光电二极管、太赫兹探测器等。

这些器件利用光场和材料内部的垂直界面构成光电场，而超材料可以调制和优化光电场的分布，增强光电转换效率。

最后，光学超材料还能够被应用于传感器、储存等领域。

传感器是一种能够将环境信息转化为电信号的器件。

光学超材料可以应用于传感器的光学部分，通过调制光的传输和分布，增强传感器的灵敏度和响应速度。

而光学超材料在储存领域的应用则基于其对光的调制和分布能力，可以实现高效的光存储和读取功能。

综上所述，光学超材料的应用远远不止于隐形，在传统光学器件、太阳能、光电子器件、传感器和储存等领域都具有广泛的应用前景。

虽然光学超材料的材料制备和调制技术尚处于探索阶段，但它的应用前景给人们带来了无限的遐想，相信在未来的科技发展中，光学超材料将会给人们带来更多的惊喜和想象。

超材料在军用隐身中的应用研究

第 2 期第 112-121 页材料工程Vol.52Feb. 2024Journal of Materials EngineeringNo.2pp.112-121第 52 卷2024 年 2 月超材料在军用隐身中的应用研究Application research in metamaterialsfor military stealth周鹏飞，朱洪立*，李明俊，张成军，王兴一，潘士兵（山东非金属材料研究所，济南 250031）ZHOU　Pengfei，ZHU　Hongli*，LI　Mingjun，ZHANG　Chengjun，WANG　Xingyi，PAN　Shibing（Shandong Institute of Nonmetallic Materials，Jinan 250031，China）摘要：随着探测手段的发展，智能化与高精化的军用隐身探测技术对隐身材料的性能提出了更高的要求，传统材料受限于本身的性能很难实现轻量、宽频、强吸收等隐身要求，而超材料由于其可以按人的意志设计、调整结构并获得相关性能，在隐身领域具有极强的发展潜力，因此超材料在军用隐身领域中的相关研究受到了极大关注。

本文综述了超材料的发展、特殊性能及应用，着重讨论了雷达隐身超材料、红外隐身超材料、雷达/红外兼容隐身超材料以及激光/红外兼容隐身超材料的研究与发展，指出目前超材料在军用隐身方面的研究多数停留在实验阶段，难以适应复杂多变的实际环境，今后应将研究集中在低成本制备与应用、宽频多波段兼容以及高耐温、高耐蚀性与高户外稳定性等方面。

关键词：超材料；雷达隐身；红外隐身；兼容隐身；激光隐身doi：10.11868/j.issn.1001-4381.2022.000950中图分类号：TB34 文献标识码：A 文章编号：1001-4381（2024）02-0112-10Abstract：With the development of detection methods，the intelligent and high-precision military stealth detection technology has put forward higher requirements for the performance of stealth materials，the traditional materials are limited by their own performance， and it is difficult to achieve stealth requirements such as lightweight，broadband，and strong absorption.However，the metamaterials have great potential for development in the field of stealth due to their ability to design， adjust structures， and achieve related performance according to human will.Therefore，the research on metamaterials in the field of military stealth has received great attention.The development， special properties and applications of metamaterials were reviewed in this paper，focusing on the research and development of radar stealth metamaterials，infrared stealth metamaterials，radar/infrared compatible stealth metamaterials，and laser/infrared compatible stealth metamaterials. Finally， it was pointed out that the research of metamaterials in the field of military stealth mostly stays in the experimental stage，and it is difficult to adapt to the complex and changeable practical environment for practical application， the research of metamaterials should be focused on low-cost preparation and application，broadband multi-band compatibility，as well as high temperature resistance，high corrosion resistance and high outdoor stability.Key words：metamaterial；radar stealth；infrared stealth；compatible stealth；laser stealth随着电子信息技术的发展，军事力量与军用技术也得到了极大的发展，各种探测与制导手段不断更新换代，对飞机、坦克等军事目标的生存能力带来极大的挑战。