研究人员发现可以操控光波穿过不透明障碍物的方法

2021年04月13日 16:10 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

据外媒报道,像云等这样的漫射物体也会投射阴影,因为它们是分散光波的无序介质。但现在,来自杜维恩大学和乌得勒支大学的研究人员发现了一种可以操纵光波通过从而在物体的另一边投射出清晰图像的方法,这就好像障碍物不存在一样。

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无序介质本质上是一组随机排列的粒子如粉末、沙子、糖甚至是云。当光线进入这组微小的障碍物时,它会以一种难以置信的复杂方式散射。但从理论上讲,如果能弄清楚这种散射模式就有可能操纵光波让它们直接穿过而不发生散射。

现在,研究人员已经成功地做到了这点,他们使用氧化锌作为散射介质,然后将光源放在一边、探测器放在另一边。

第一步要做的是了解你的敌人,于是研究团队用了一种非常特殊的光信号穿过粉末,然后测量它们如何击中探测器。通过一些复杂的数学方法可以确定散射的模式--并且可以设计出一种不会改变波的形状的特定光波。唯一的变化是稍微变暗了一点。

这项研究的论文联合首席作者Stefan Rotter表示:“正如我们能够展示的那样,有一个非常特殊的类的光波--即所谓scattering-invariant光模式,它能在探测器上产生完全相同的波型,无论光波只是通过空气传播还是必须穿透复杂的氧化锌层。”

通过不受阻碍的屏障照射光线的想法非常有趣,该研究团队想要更进一步。他们通过以正确的方式组合出几个散射不变的光模式进而产生了一个用图像编码的光波并通过氧化锌将其投射到探测器上。

“通过这种方式,至少在一定的范围内,你可以自由地选择你想要通过物体发送的图像而不受干扰,”该研究的一位论文作者Jeroen Bosch说道。

这显然是一项令人着迷的工作,它将建立在该团队之前通过操纵光波来伪装像“隐形斗篷”一样的物体的实验基础上。这项新突破有望某天可能会带来新的成像技术,它或将可以像X射线一样安全地穿透人体。然而在实现这一技术之前还有很多工作要做。

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