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光谱能量再分配技术为信息传输等领域开拓了新领域

2018-07-02 17:42:58 [email protected] 2

        隐身斗篷是《哈利·波特》系列电影中的经典道具,哈利曾一次又一次靠着它化险为夷。而现实世界中,我们作为不会魔法的“麻瓜”,也从未停止过对隐身技术的追逐。近日,据每日科学网报道,加拿大国家科学研究所(National Institute of Scientific Research,简称INRS)的科学家路易斯·罗梅罗·科尔特斯(Luis Romero Cortés)等在《光学设计》(Optica)发表的论文中提到,他们可以通过控制光波的频率,制造出光谱隐身斗篷。

  隐身技术,准确术语叫做“低可探测技术”,即通过各种技术手段改变我方目标物的可探测性信息特征,是伪装技术的延伸与应用。这种技术常被应用于军事武器上,主要通过独特的外形设计和吸波、透波材料,降低军事武器对雷达波的反射,或降低军事武器发动机喷气的温度、采取隔热、散热措施等方式,减弱红外辐射。

  目前,以美国为首的各个军事强国都在积极研究隐形技术,并且取得了突破性的进展。隐形轰炸机、隐形战斗机、隐形巡航导弹、隐形舰船和隐形装甲车等武器已相继被研发出来,在战场上显示出巨大的威力。

  与传统隐身技术不同,加拿大国立科学研究院(INRS)展现的光谱隐身技术,从理论上可以实现3D物体全方位隐形。该技术不仅克服了现有隐形技术的缺陷,还可以应用于信息传输、处理、感知等领域。

  “传统的隐身方案基于改变光线的传播路径,使其在要隐藏的物体周围传播。这样,不同颜色光线穿过斗篷所采用的时间不同,从而易被检测出的失真,暴露斗篷的存在。我们所提议的方案,让光波穿越目标物体而不是在其周围传播,避免光波与物体产生任何相互作用,以此避免失真这一问题。”论文的第一作者——加拿大科学家路易斯·罗梅罗·科尔特斯表示。

  科尔特斯开发的方法,重点在于重排不同颜色的宽频光。据理论,隐身斗篷能把光波能量选择性地转换成其他颜色,当光波穿过物体后又会恢复原样。光谱隐身斗篷主要由两个商用光电元件构成:色散光纤和时间相位调制器,前者可以使不同光色的宽频光以不同速率传播,后者则根据光波通过设备的时间改变光的频率。论文合著者、INRS的研究人员何塞·阿扎那(Jose Azana)说:“光谱隐身斗篷使目标物在宽频光照射下完全隐形,这是隐形研究领域的重大突破。”

  虽然,这种光谱隐身技术和可穿戴式的隐身斗篷还有一定的技术距离。但是,这种可逆的、用户定义的光谱能量再分配技术已为信息传输等领域开拓了新领域:除有效防止敌人窃听外,还可用于缓解数据拥堵等宽频电信链路中存在的一些关键问题。希望这一概念经过不断拓展,最终能够制造出“麻瓜”们向往的“隐身斗篷”!

      



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