《光學表面變換在設計新型光學器件上的套用》是依託太原理工大學，由孫非擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：光學表面變換在設計新型光學器件上的套用
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：孫非
- 依託單位：太原理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
變換光學是2006年被提出的一種新型的光學設計理論。基於變換光學理論，人們設計並實驗驗證了許多新型光學器件。在原先變換光學的理論基礎上，本研究團隊將其擴展提出了光學表面變換理論。和傳統的變換光學理論相比，光學表面變換理論僅需要設計器件的出射面和入射面的形狀，而不需要任何數學計算。不僅如此，藉助於光學表面變換得到的器件僅需要一種均勻的介質即可實現，也就是零空間介質。本項目將基於表面變換理論和變換光學去設計一些新型的光學器件，其中包括：第三類隱形衣，光學蟲洞，反零空間等。
結題摘要
基於光學表面變換理論，設計實現了一系列新型光學器件，其中包括光波模式轉換器、任意彎曲角度的波導耦合器、微波功率的空間合成、亞波長聚焦器件、超分辨虛像放大鏡、平板放大率可控的超分辨Hyperlens、回反射器、新型隱形衣等。在微波段設計並實現了光學表面變換中需要的光學零空間介質，實現了上面設計得到的部分新型光學器件，並對其頻寬、工作角度、效率等性能進行了分析。將光學表面變換理論擴展到其他物理場，提出聲學表面變換理論、熱學表面變換理論和多物理場表面變換理論，相應地對聲學零空間介質、熱學零空間介質和多物理場零空間介質展開深入研究，並基於提出的理論設計實現了可以對聲波、溫度場甚至同時對聲波和電磁波可以任意調控的新型器件。基於光學表面變換理論出發，本項目取得的研究成果包括：（1）由光學零空間介質產生了貝塞爾光束、非對稱光斑模式、光波導耦合器等新型光學器件。（2） 提出了用光學零空間介質實現隱形衣的三種方法，分別基於散射覆蓋、光波繞射和保形變換結合的方法。（3）引入時間變化因子，提出了光學蟲洞類比的方案，並研究了蟲洞演變中光線的傳播變化情況。（4）研究了兩種在微波段實現零空間介質的方法，並進行了實驗驗證。（5）研究了反零空間介質的性質，以及其與零空間介質之間的相互關係。（6）提出聲、熱及多物理場表面變換理論。
