可見光波段的生物分子隱形技術(shù).pdf

1、光學變換因其能夠利用坐標變換隨意控制電磁波的傳播而受到廣泛的關(guān)注。在過去的十年中，人們致力于用變換光學裝置來使電磁波隱形，這要得益于電磁超材料的快速發(fā)展。盡管基于這個目標取得了很多成果，但隱形的效果依然受到阻礙。這是因為此隱形方法的坐標變換需要高度各向異性的且非均勻的電磁材料，而這些電磁材料使在實際設(shè)備中變換光學的工程實現(xiàn)復(fù)雜化。
　　表面波隱形的新的概念已經(jīng)漸漸產(chǎn)生一個全新的變換光學隱形的研究方向，其旨在按照意愿隨意的隱形電磁表

2、面波。第一種隱形方法遵循坐標變換原理，需要各向異性材料，這導(dǎo)致了漏波輻射損耗。第二種方法為地毯隱形原理，但是與波長相比，此方法的隱形尺寸較大。除了這個問題之外，有些地毯表面波隱形是單向性的，這無疑限制了其實際應(yīng)用的可能性。第三種表面波隱形方法是非傳統(tǒng)的表面波彎曲方法。當這些設(shè)計顯示其可以得到能使表面彎曲進而隱形的各向同性的全方位的表面波隱形時，其僅僅適用于千兆赫茲區(qū)域的隱形。而在光學中對電磁波的幅度或者相位無干擾的情況下平穩(wěn)的控制隱形物

3、體周圍的光波具有很大的需求。
　　本文首先介紹了光學變換理論中的等弧長方法，分析計算半球形、錐形、拋物線形、余弦形和半橢球形模型結(jié)構(gòu)，采用歸一化的方法對模型中的折射率分布進行歸一化處理。為了方便計算，將底板的折射率設(shè)為1，從而計算出不同模型的折射率分布。借助多物理場仿真軟件(COMSOL Multiphysics)對不同結(jié)構(gòu)的尺寸作仿真對比分析，根據(jù)表面波在模型中傳輸?shù)那闆r，進而確定所需模型結(jié)構(gòu)——半橢球形。由于半橢球形的高度決定

4、折射率的分布，因此對半橢球形的高度進行分析確定其高度值。通過進一步優(yōu)化模型的厚度在可見光波段實現(xiàn)表面波完美隱形技術(shù)。為了便于將該隱形技術(shù)應(yīng)用于實際中，采用分層的方法將模型中漸變的折射率分布離散化，通過適當調(diào)整模型中每層結(jié)構(gòu)的折射率大小，能夠重新調(diào)整隱形區(qū)域從一邊到另一邊的傳播的可見光，從而使物體達到隱形的效果。根據(jù)等弧長的變換理論分析得出，在半橢球形結(jié)構(gòu)中傳播的電磁波的波長和其結(jié)構(gòu)中分布的折射率沒有關(guān)系。因此該模型應(yīng)用范圍可以推廣到可見