日报标题：关于隐形斗篷的研究，一直没有停止过 知乎用户，隐身衣 / 光及电磁波 / Phd Candidate / 伪摇滚爱好者 值得注意的是，除了相速度和群速度。其实还有光还有其它的速度，比如信息传递的速度，能量速度，群速度，这三者一般是相同，但是在特殊情况下有可能不同。 我重点来说一下有什么用吧。我尽量讲简单，多放点图，好让大家有直观的印象。 折射率小于 1，介质的特性肯定要是色散的，也就是折射率随频率变化，这是由于一个叫 Kramers–Kronig relations 决定的。折射率小于 1，那么它的相速度就是超光速了。 我们这里不讨论折射率小于 0 的情况，我们考虑一种极限情况，及折射率非常小，接近于 0，也就是零折射率。 很容易理解，在零折射率材料里面，光的相速度是无穷大的，所以，所有在零折射率材料里面，光的相位是相同的。 零折射率材料控制电磁波辐射 比如上面这幅图，中间的正六边形的结构就是零折射率材料，所以，里面所有的场都是一样的。如果在这个材料里面放一个天线，那么辐射出来的场是由零折射率材料的形状决定的。 这可以做什么呢？ 可以做天线呀。如果这种零折射率材料能够柔软就好了，可以任意改变形状来改变电磁波的辐射。 另外还有什么用处呢？ 可以做波导。 零折射率材料做拐弯波导 比如上面一副图，在拐弯处填上零折射率材料，可以使波导任意拐弯，并且几乎没有任何损耗。 还能做什么呢？ 还可以做隐身衣呀。 零折射率材料隐身效果 如上图，任何物体在零折射率中间都会被隐身。可以想想，因为在零折射率材料里面的波长是无限长，所以物体可以认为是无限小，所以物体可以认为是被隐身了。好吧，又扯到隐身衣了。 再扯一点。 可以看看二维隐身衣最里面一层的参数，也是零折射率介质呀（三维的也一样）。 仔细观察可以发现，靠近最里面一层，电磁波的相位是一致。 还能做什么？ 还可以解决非线性光学里面的相位不匹配问题，提高谐波的产生效率。 另外，讲讲物理。 零折射率材料与狄拉克点有着很深的联系。 比如在特殊情况下，在狄拉克点处可以认为等效的折射率为零。 用光子晶体做的零折射率材料 其实零折射率还跟拓扑绝缘体有着联系。我就不展开说了。 引用文献 1. Alù, A., Silveirinha, M. G., Salandrino, A., & Engheta, N. (2007). Epsilon-near-zero metamaterials and electromagnetic sources: Tailoring the radiation phase pattern. Physical Review B, 75(15), 155410. 2. Chen, H., Wu, B. I., Zhang, B., & Kong, J. A. (2007). Electromagnetic wave interactions with a metamaterial cloak. Physical Review Letters, 99(6), 063903. 3.Edwards, B., Alù, A., Young, M. E., Silveirinha, M., & Engheta, N. (2008). Experimental verification of epsilon-near-zero metamaterial coupling and energy squeezing using a microwave waveguide. Physical review letters,100(3), 033903. 4. Suchowski, H., O’Brien, K., Wong, Z. J., Salandrino, A., Yin, X., & Zhang, X. (2013). Phase mismatch–free nonlinear propagation in optical zero-index materials. Science, 342(6163), 1223-1226. 5.Huang, X., Lai, Y., Hang, Z. H., Zheng, H., & Chan, C. T. (2011). Dirac cones induced by accidental degeneracy in photonic crystals and zero-refractive-index materials. Nature materials, 10(8), 582-586. 以上。 阅读原文
