[发明专利]折射反射法光学隐形装置

说明书

一种折射反射法光学隐形装置，在底座上的前侧设前V形水槽、后侧设与前V形水槽的结构相同的后V形水槽，前V形水槽的V形开口与后V形水槽的V形开口相对，前V形水槽和后V形水槽之间设以前V形水槽的中垂面相互对称且结构相同的左V形反射镜和右V形反射镜，左V形反射镜的V形开口与右V形反射镜的V形开口相对，在前V形水槽的V形面、后V形水槽的V形面、左V形反射镜的V形面、右V形反射镜的V形面所在平面围成的空间内，形成菱形边长为前V形水槽与后V形水槽之间距离L的1/2、高度与前V形水槽高度相同四棱柱隐形空间。本发明具有结构简单、成本低廉的优点，适用于中小学科学实验室、大学生科普实验室、以及面向社会公众的科技馆。

技术领域

本发明属于光学隐身技术领域，具体涉及一种折射反射法光学隐形装置。

背景技术

“隐身”是人类长久来的一种梦想，经过科学家的不懈努力，隐身技术在不同领域都取得了进展。但现有的隐形技术主要是在微波段，通过在飞机表面涂抹能吸收雷达波的材料，避免飞机被雷达发现，从而实现飞机隐形，然而这种技术不是真正的隐身，在可见光波段，飞机仍然是可见的。日本科学家研制一种隐身装置，利用安装在身体后侧的摄像头并以人体的遮盖物为显示屏，将人体后侧的图像拍下后显示在人体前侧的遮盖物上，但其隐形效果受图像质量的影响，且装置非常复杂，难以推广使用。还有一种方式，通过光纤，将光线从物体后侧引导到前侧，从而绕过中间的物体，消除物体对后侧景物的遮挡，实现物体的隐形，但这样的装置对光纤的工艺要求高，造价也非常高，形成的图像质量差，隐形效果不好。最近网上出现了一段视频，表演者手持一大块反光的“塑料布”展开在人身前侧，这时被遮挡的人身体不见了，同时身后的景物一览无余。这引起了网民的极大兴趣，但这种隐身效果实际上是电脑合成所得，目前人类科技的发展还远达不到这种水平。

Pendry等在2006年的Science期刊[Science312,1780(2006)]上发表文章提出了一种理想的隐身技术方法。他们通过变换光学的方法，设计出介电常数和磁导率参数随空间变化的隐身器件，并在微波波段进行了实验验证,但由于Pendry等提出的隐身器件设计方法要求所用材料的电磁参数随空间变化，对材料的要求非常苛刻，实现起来很困难，价格昂贵，同时这种材料由于色散很剧烈，只能工作在很窄的一个频率区间，不能实现对任意极化电磁波的隐身，并且能实现的隐身尺度很小，因此难以得到实际应用。

中国发明专利(CN 103207451 B)“一种柱状电磁波隐身器件”和中国发明专利(CN103268014 B)“一种具有四个方向隐身效果的柱状电磁波隐身器件”分别公开了采用由第一介质和第二介质制成的不同顶角的等腰三角形，构成不同结构和隐形尺度的隐形器件。其特点为由不同顶角的等腰三角形组合形成的隐形空间是封闭的，隐形空间尺度的增大必须通过增加不同顶角的等腰三角形的尺寸来实现，这必然增大制造成本。同时采用由第一介质和第二介质制成的不同顶角的等腰三角形较多，加工和组装精度要求高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的缺点，提供一种结构简单、成本低廉、能够实现隐身空间扩展的折射反射法光学隐形装置。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：在底座上的前侧设置有前V形水槽、后侧设置有与前V形水槽的结构、大小相同的后V形水槽，前V形水槽的V形开口与后V形水槽的V形开口相对，前V形水槽的中垂面与后V形水槽的中垂面位于同一平面，前V形水槽和后V形水槽之间设置有以前V形水槽的中垂面对称且结构、大小相同的左V形反射镜和右V形反射镜，左V形反射镜的V形开口与右V形反射镜的V形开口相对，左V形反射镜、右V形反射镜的中垂面和前V形水槽与后V形水槽的对称面在同一平面内，前V形水槽与后V形水槽之间的距离L是左V形反射镜、右V形反射镜的V形开口开口宽度M的1.5～5倍，在前V形水槽的V形面、后V形水槽的V形面、左V形反射镜的V形面、右V形反射镜的V形面所在平面围成的空间内，形成以前V形水槽和后V形水槽的中垂面为一个对角面、以前左V形反射镜和右V形反射镜中垂面为另一个对角面的水平截面为菱形，菱形边长为前V形水槽与后V形水槽之间距离L的1/2、高度与前V形水槽高度相同的四棱柱隐形空间。