许婷这一次没能再回到宿舍,享受着儿童教养院里难得的美食。
成王败寇。
她只知道自己被郑先生发现,而且莫名被一个激光笼所罩住之后,就失去了意识。
再次睁眼时,发觉自己已处于一个十分简陋的、与世隔绝的房间。
真像一个梦境。
只不过,这是一场恶梦。
究竟是哪里出了破绽呢?
许婷痛定思痛,努力地回想起脑袋里关于隐形技术的一点可怜知识来。
1000年以前,有一位科学家曾这样说过:
光是一种电磁波,遇到物体会被反射回来。当可见光照射到物体上时,会在物体表面发生反射和散射,散射的光被人的肉眼接收到了,人就能够看见这个物体,在哪里存在,长得什么样子,这就是“显形”。
有的光肉眼可以看到,有的光比如“红外线”,肉眼看不到,只有仪器才能看到。
而电磁波的种类就更多了,有微波、短波、长波等,在雷达等领域有广泛的应用,更有反射的特性。
大家可以将可见光、不可见光、长波、短波、微波都理解成电磁波家族的亲兄弟。
肉眼通过“光”来看东西,雷达则通过“电磁波”来看东西。
雷达向天空发射电磁波,当飞机经过电磁波区域时,就会反射电磁波,雷达收到了反射的电磁波,也就看到了飞机。
但雷达发射的电磁波,人的肉眼是看不见的。
20世纪就出现了所谓的“隐形飞机”。这种隐形机当然不能和1000年以后的隐形机同日而语。
那个时候的隐形机,指的是在飞机表面涂上一种物质,可以吸收微波,只反射很少一点点的电磁波,使雷达不能完整清晰地接收到反射电磁波,自然也就看不到飞机,实现了所谓的“隐形”。
有趣的是,这些飞机虽然可以对雷达隐形,却无法吸收肉眼可见的光。如果距离不是很远,用人的肉眼看,还是可以看得见。
后来根据光学原理,有人发明了六边形隐身器。
据说六边形隐身器不吸收可见光,它能让可见光绕过隐身区。就像小溪里的流水,绕过石头继续蜿蜒,好像没有遇见过石头一样。
物体反射回来的光线,不是走直线,而是绕过物体本身之后,再反射直线。
人眼接收到的,是隐身物体旁边被反射过来的光线。所以物体顺利实现隐身。
此外,人的眼睛看到的不是光点,而是光面。
一根光纤只能让一个小点所发射的光线产生作用力。
如果让无数根光纤整齐排列,将一个面的光由无数根光纤分别的一点的光线传导向另一边,我们看到的将是由无数个光点发射出的光线组成的光面。
因此,将无数根光纤整齐排列,两端经过垂直平面切割,使两端排成一个平面,中间弯曲,形成一个空间,两端的光能就会分别被无数根弯曲的光纤传导了。这个空间就是隐身空间。
要成功制作一件隐身衣,需要可见光频完美隐身器件,以及纳米级别工艺。
所以,就又不能不提到——超材料。
对,要想实现雷达隐形、红外隐形、以及可见光隐形,就需要用上超材料。
超材料不是吸收或反射电磁波。而是让光与电磁波绕行。
改变波的传播路线,使波发生弯曲,绕射传播实现隐身。
2010年,实际已研发出一条外形如同”黄色浴巾“的超材料隐身衣。以数千块细小的特殊材料制成。这些特殊材料看上去宛如一块块小小的人造纤维玻璃。
伯克利大学的张翔教授则使用一种三维超颍材料,第一次把隐身波段扩展到可见光范围。
雷神公司与大学合作开发的“透波率可控人工复合蒙皮材料”。这种材料采用嵌入了可变电容的金属微结构频率选择表面(FSS),通过控制加载在可变电容上的偏置电压,可以改变频率选择表面的电磁参数,从而实现材料透波特性的人工控制,可应用于各种先进雷达系统和下一代隐身战机的智能隐身蒙皮。
超材料具备的核心能力包括:
通过复杂人工微结构改变材料的表征特性;
实现自然界材料不存在的负折射率;
基于超材料技术的相控天线阵列;
基于等离子体激元的增强型探测器和成像器件。
据传超材料技术将向更宽频谱(太赫兹、红外)、数字化、智能化(AI)等方向发展,生产智能结构材料集成器件(如自诊断、自修复智能材料,传感器蒙皮材料,纳米波导,超衍射极限高分辨成像透镜等)、军用隐身材料(如雷达波/红外一体化隐身材料,自适应可控隐身材料等)、通信遥感系统(如可重构宽带综合射频天线,结构共形传感器蒙皮等)。
不过,有矛必有盾。
万事万物相生相克。
人类既然能发明隐身技术,自然也可以发明”反隐身技术“。
像自己这样的门外汉,刚刚穿上隐身衣,粗懂使用的情况下,就算被发现了,其实也不足为奇。
想到这里,许婷不禁苦笑起来。
2007年11月,上海交大的陈焕阳博士在美国《应用物理快报》上公布了他对抗隐形技术的研究结构。他和同事们设计出一种光学属性与那些隐形斗篷完美匹配的材料:“用术语来说,就是一种各向异性负折射率材料,它的阻抗与隐形斗篷的正折射率相匹配。”
事实上,它的原理有点像是给手枪装上消音器:用相同频率的声波的波峰来填补所发出的声音的波谷,最终完全抵消空气振动。
其实,只要将这样的反隐形材料贴在隐身衣上,就可以让一些光线按照指定的路径渗透进来,从而部分抵消隐身衣的效应。
反隐形技术在隐身衣内产生了破坏隐身性能的效果,这已经初步解决了隐身衣内外之间无法通讯的问题。事实上,陈博士也同时在进行着隐形技术的研究,只不过不是为了做衣服。在他的设想中,可以利用隐形技术做出一道隐藏之门的设计:用隐形技术制作的材料置于大门的中间,就能让门看上去像是和周围的墙一样;而在门内的人则能够通过反隐形技术观察到外面的人的一举一动。