武金燕

【摘要】电磁或者光学隐身可以通过给物体涂上透明渐变折射率材料，使光线沿着被隐藏物体偏折来实现。这种结构可以使各个方向入射来的光线偏折，通过使结构中心对称来实现。在透明外壳以内，有一个非透明物体，只要斗篷设定完美来阻止任何光线达到非透明物体上，其自由空间散射特性将是无关紧要的。这种基于全方位的隐身斗篷概念由Sir John Pendry （Imperial College， UK）和他的实验室于2006年提出。这里模拟的隐身斗篷是一个同心球壳，内部表面代表隐藏物体。全方位斗篷要求各向异性的材料属性，这个可以由变换光学理论计算得到。尽管光线和光束偏折可以由各向同性的折射率的梯度来实现，对于全方位隐身单独的折射率梯度变化是不够的。这可以由唯一性定理应用到各向同性材料物体散射问题的方法来证明。通过选择适当的折射率分布，我们能保证任何入射在斗篷上的光束不会到达内部表面，因而永远探测不到物体。在斗篷设计中，辐射方向上的折射率是不连续的。相应的内表面折射率不连续不会导致反射，因为只有折射率的切线分量影响反射率。

此模型描述光学粒子追踪来求解光学的大折射率梯度各向异性属性结构。此外，本模型介绍一种曲线平滑技术来处理曲面上的折射率阶跃，这对于像透镜一样的光学设备是典型的。

【关键词】光学隐身；透明渐变折射率；光学粒子追踪

一、模型定义

粒子追踪模块中没有明确的支持来模拟几何光学，但是通过一个将哈密顿方程与零波长限制射线方程的类比，允许我们来求解该问题。……