[发明专利]隐形空间可调的光学隐身演示装置与隐身空间扩展方法

说明书

一种隐形空间可调的光学隐身演示装置与隐身空间扩展方法，底座上一端设有前V形水槽、另一端设有与前V形水槽结构相同的后V形水槽，后V形水槽V形开口与前V形水槽V形开口相对，前V形水槽关于中垂面对称，前V形水槽与后V形水槽的中垂面位于同一平面，前V形水槽与后V形水槽之间设有关于前V形水槽中垂面对称的左三角形水槽和右三角形水槽，左三角形水槽的第三侧板与右三角形水槽的第六侧板相对且平行，左三角形水槽三个侧板外表面所在平面与右三角形水槽三个侧板外表面所在平面围成的空间为隐形空间a，通过同步增大前V形水槽、后V形水槽、左三角形水槽、右三角形水槽间的距离，就可扩展该隐形空间a，将物体移入其中实现隐身。

技术领域

本发明属于光学技术领域，具体涉及一种隐形空间可调的光学隐身演示装置与隐身空间扩展方法。

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和制造难度。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。这些特征使其用于构造大尺度隐形空间存在一定困难，制约了其在面向大学生、中小学生和社会公众开展科普教育中的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有隐身装置的缺点，提供一种结构简单、成本低、操作方便的隐形空间可调的光学隐身演示装置与隐身空间扩展方法。