李恒一，张 权，王中平，赵 伟，郑 虹，朱 玲，张增明

(中国科学技术大学 物理学院，安徽 合肥 230026)

2006年，Pendry等提出了变换光学理论，应用这一理论，可以精确控制电磁波传输的路径[1].变换光学的理论是：利用麦克斯韦方程组在坐标变换下的形式不变性[2](只考虑电磁场关于空间的变换)，通过空间坐标变换来推导介质在现实物理空间上的介电常量和磁导率张量等参量，从而根据这些参量设计具有特殊功能的介质.变换光学建立了空间坐标变换与材料参量改变之间的对应关系，可将复杂的电磁计算问题转换为较简单的空间坐标变换问题，为人类控制电磁波的传播特性提供了理论指导并拓展了新的研究思路.科研人员使用变换光学的方法设计了各种变换光学器件，比如隐身斗篷[3-4]、天线[5]、电磁集中器[6]、电磁波旋转器[7]、透镜[8]等，且很多变换光学器件在实验上已得到了验证[9-10].

本文介绍了麦克斯韦方程组在坐标变换下形式不变性，基于变换光学设计隐身衣的设计思路，并通过COMSOL Multiphysics仿真软件仿真二维圆柱形、椭圆柱形、正方形的隐身衣.将变换光学的理论引入本科物理实验，有利于激发本科生的科学研究兴趣，培养学生的创新能力，提高科研技能等综合实验素质.此外，本文模拟仿真的实验内容亦适用于作为远程教学的课程，丰富教学模式.

1 麦克斯韦方程组在坐标变换下的协变性

麦克斯韦方程组在坐标变换下形式保持不变[11]，这里进行空间变……