أجرى فريق بقيادة البروفيسور Dexin Ye والبروفيسور Hongsheng Chen من جامعة Zhejiang والبروفيسور Yu Luo من جامعة Nanyang التكنولوجية بحثًا حول التنفيذ العملي للأجهزة الضوئية ذات التحويل الكامل للمعلمات. استنادًا إلى بصريات التحول الخطي ونظرية تكوين المواد الشفافة المتطابقة شاملة الاتجاهات، قام فريق البحث بتصميم وتنفيذ عباءة إخفاء شاملة الاتجاهات كاملة المعلمات قادرة على إخفاء الأجسام واسعة النطاق في الفضاء الحر.
لقد تم نشر هذا العمل في استعراض العلوم الوطنية بعنوان "أجهزة التحويل الضوئية متعددة الاتجاهات ذات المعلمة الكاملة"، مع الدكتور يوان جاو من جامعة تشجيانغ باعتباره المؤلف الأول، والبروفيسور يو لوه، والبروفيسور هونغ شنغ تشين، والبروفيسور ديكسين يي كمؤلفين مناظرين.
في عام 2006، اقترح البروفيسور بندري من إمبريال كوليدج لندن بصريات التحويل، التي تصف المراسلات بين مسار انتشار الموجات الكهرومغناطيسية (EM) والمعلمات المكونة للمواد، مما يوفر طريقة عالمية وقوية للتحكم في موجات EM.
شهد العقد الماضي التطور السريع للبصريات التحويلية، والتي من خلالها تم تصميم العديد من الأجهزة البصرية الجديدة مثل عباءات الاختفاء وأجهزة الوهم الكهرومغناطيسي والمكثفات. ومع ذلك، فإن المعلمات التأسيسية لوسائط بصريات التحويل متباينة الخواص، وغير متجانسة عمومًا أو ذات قيم مفردة، مما يجعل تنفيذها صعبًا.
على سبيل المثال، عباءات الاختفاء شاملة الاتجاهات التي تم تنفيذها تجريبيًا حتى الآن خضعت دائمًا لبعض التبسيطات بشأن معلمات المواد. تضحي التصميمات المبسطة بمطابقة المعاوقة وبالتالي تؤدي إلى تدهور أداء أجهزة التحويل الضوئية.
ولمعالجة هذه المشكلات، صممت مجموعة البحث عباءة إخفاء مستوية متعددة الاتجاهات ثنائية الأبعاد كاملة المعلمة، مكونة من مادتين متجانستين فقط بناءً على بصريات التحول الخطي. المعلمات التأسيسية للمادة الأولى متباينة الخواص، مع كل من القيم الصفرية والمتطرفة، والموجات الكهرومغناطيسية التي تنتشر في الاتجاه البصري لها سرعة طور لا نهائية.
تُستخدم هذه المادة لتمكين موجة EM من تجاوز منطقة إخفاء الهوية من خلال مطابقة المعاوقة شاملة الاتجاهات وتأخير الطور صفر. تمتلك المادة الثانية أيضًا معلمات تأسيسية متباينة الخواص لتحقيق تعويض الطور من خلال مطابقة المعاوقة شاملة الاتجاهات، كما أن موجات EM التي تنتشر في الاتجاه البصري لها سرعة طور تحت اللمعية.
في التحقق التجريبي، قام الباحثون بتطبيق هاتين المادتين بمعلمات تأسيسية كاملة المعلمة للموجة المستقطبة TM.
تم تحقيق الأول باستخدام مصفوفات التصحيح المعدنية ذات الطول الموجي الفرعي مع رنين فابري-بيرو، في حين تم الحصول على الثاني باستخدام الهياكل المكونة من رنانات كهربائية تقليدية على شكل I ومرنانات ذات حلقات منقسمة.
أخيرًا، قام الباحثون بقياس المجالات المغناطيسية حول العباءة متعددة الاتجاهات ذات المعلمة الكاملة المكونة من المادتين السابقتين تحت حدوث موجة مستقطبة TM بزوايا مختلفة، مما يدل على أداء ممتاز في الاختفاء.
أظهرت هذه الدراسة أول عباءة إخفاء شاملة الاتجاهات كاملة المعلمة في الفضاء الحر، والتي يمكن أن تخفي جسمًا واسع النطاق لإضاءة حادثة عشوائية. يمكن استخدام العباءة المطبقة على الفور لقمع المقطع العرضي المبعثر للهدف في الاتصالات الرادارية والكشف الثنائي.
إن النهج المعروض في هذا العمل له أيضًا آثار بعيدة المدى على التطبيقات العملية للأجهزة البصرية الأخرى ذات التحويل الكامل المعلمة.