La capacidad de ocultar un objeto arbitrario con una capa a una distancia del objeto es una tarea única en la investigación fotónica. aunque el fenómeno aún no se ha realizado en la práctica. En un estudio reciente ahora publicado en Luz:ciencia y aplicaciones , Tianhang Chen y sus compañeros de trabajo en el laboratorio clave de Micro-Nano Electronics and Smart Systems, y el Laboratorio Estatal Clave de Instrumentación Óptica Moderna en China propuso la primera realización experimental de un dispositivo de camuflaje remoto. El dispositivo puede hacer que cualquier objeto ubicado a una distancia específica sea invisible utilizando una frecuencia de corriente continua (CC).

Incluían una red de resistencias negativas con elementos activos para lograr la función remota de la capa de CC. Basado en la red, Chen y col. fueron capaces de generar remotamente una región oculta usando la capa, sin corrientes distorsionantes lejos de la región encubierta, para que el objeto pueda seguir interactuando con su entorno. El trabajo mostró que cualquier objeto en la región oculta era invisible para un detector de CC y la capa no requería un conocimiento previo del objeto, lo que le permitía ocultar un objeto arbitrario. Los científicos demostraron la superioridad del dispositivo de camuflaje remoto para posibles aplicaciones futuras en la investigación médica o geológica.

La óptica de transformación se puede utilizar para diseñar una capa que guía las ondas electromagnéticas para evitar la región oculta sin ninguna perturbación. Investigaciones anteriores sobre capas y dispositivos de ilusión involucraron encerrar el dispositivo, impidiendo su interacción con el entorno externo, así como. Para resolver este problema, Los científicos propusieron una capa remota que podría ocultar un objeto a distancia, basado en el concepto de un 'anti-objeto, 'donde la dispersión del objeto oculto fue cancelada por el' anti-objeto '. Los resultados se obtuvieron a distancia, mientras que el objeto oculto mantuvo la continuidad del espacio con el entorno de fondo. Sin embargo, esta capa 'anti-objeto' solo fue diseñada para un objeto oculto con dimensiones o parámetros conocidos, por lo tanto, pequeños cambios en el tamaño del objeto, La forma y su posición deterioraron la restauración exacta del campo incidente. El "anti-objeto" no puede, por tanto, ocultar objetos arbitrarios como puede hacerlo un manto convencional.

Para superar esta limitación, Los científicos propusieron previamente un método de óptica de transformación múltiple para diseñar camuflaje remoto para ocultar objetos de formas arbitrarias. Todavía, tales diseños requerían materiales de doble negativo que son muy difíciles de realizar. Como resultado, La ocultación remota de objetos arbitrarios se encuentra todavía en una etapa conceptual y aún no se ha demostrado experimentalmente. En el presente estudio, Chen y col. propuso la primera realización experimental de un dispositivo de camuflaje remoto para ocultar un objeto arbitrario con una capa utilizando frecuencia de corriente continua. Diseñaron el dispositivo de camuflaje de CC remoto con óptica de transformación de pliegues múltiples y realizaron una red de resistencias negativas con elementos activos para desempeñar un papel importante en la implementación de la función remota de la capa de CC. La capa podría generar de forma remota una región oculta sin distorsionar la corriente. Los científicos mostraron cómo los diferentes objetos en la región oculta eran invisibles.

En la configuración experimental, Chen y col. comparó dos tipos de camuflaje; incluyendo un cerrado, camuflaje convencional y camuflaje remoto a frecuencia DC. Un manto remoto podría construirse con un elemento o con varios elementos, y el estudio utilizó dos elementos como ejemplo. Los científicos primero transformaron el espacio libre en una capa cuadrada, seguido de una segunda transformación para doblar la capa cuadrada y abrirla. La región oculta en el presente trabajo aún conservaba la continuidad espacial con el entorno de fondo, mientras está completamente aislado de los campos de corriente externos, permitiendo que cualquier objeto estático arbitrario en la región oculta se mueva libremente dentro de la región mientras permanece invisible. El fenómeno reportado por Chen et al. difería completamente de las capas anteriores de DC, donde el funcionamiento de la capa dependía de la forma y conductividad del objeto oculto.

Los científicos realizaron simulaciones de la capa con el análisis del método de elementos finitos utilizando el software COMSOL Multiphysics. La corriente simulada fluyó desde la fuente puntual a través del manto. Chen y col. utilizó una fuente de corriente constante en la esquina superior derecha de la simulación y simuló la distribución de potencial donde la corriente fluía desde una fuente puntual en tres escenarios diferentes. Para verificar el rendimiento de la capa independiente del objeto, Chen y col. probó dos objetos ocultos adicionales; un aislante cuadrado y un conductor circular. Midieron el potencial eléctrico en comparación con los casos del fondo y el objeto solo, por el excelente acuerdo entre los dos; lo que indica que la actuación de camuflaje era independiente del tamaño y la forma del objeto.

Para demostrar el efecto omnidireccional del manto remoto, Chen et al simularon la fuente de corriente constante en una posición diferente en relación con la capa, y el dispositivo de camuflaje aún funcionó como se esperaba. Sin embargo, demostraron que cuando la distancia entre la capa y el objeto aumentaba, el manto involucró parámetros más negativos. Respectivamente, la complejidad computacional y el consumo de memoria también aumentaron en la simulación. En total, las simulaciones generadas en el estudio proporcionaron un ejemplo para verificar el concepto de capa remota.

Para demostrar experimentalmente el concepto, Chen y col. diseñó y fabricó la muestra de capa remota. La capa requería conductividad anisotrópica y negativa para realizar los medios complejos. Los científicos utilizaron ópticas de transformación "basadas en mallas" para diseñar la conductividad anisotrópica, mientras se usa un medio negativo con elementos activos para diseñar la conductividad negativa. Observaron que el material de conductividad negativa de CC proporcionaba un "aumento" potencial cuando la corriente atravesaba el material. A frecuencia DC, la resistencia y la fuente se pueden combinar y simplificar en una sola fuente con una fuente de alimentación. Para realizar en la práctica medios negativos tan efectivos, los científicos proporcionaron el potencial eléctrico requerido con un seguidor de voltaje. Para implementar prácticamente los experimentos, aplicaron cuatro placas de circuito para cumplir con las resistencias negativas.

Para verificar el rendimiento del dispositivo, Los científicos fabricaron toda la placa de circuito con un tamaño de 60 x 60 cm y lograron la conductividad eléctrica requerida con resistencias de dispositivo montado en superficie (SMD). Luego diseñaron los medios negativos, Objeto oculto y coincidencia de límites con placas de circuito independientes separadas de la placa principal para facilitar el reemplazo. Los científicos midieron los resultados de tres objetos ocultos diferentes, incluyendo un conductor circular y aislante cuadrado. En los resultados, las líneas equipotenciales parecían "redondas" como si no hubiera nada allí, para indicar que el diseño experimental funcionó adecuadamente en la práctica. El resultado fue posible ya que la configuración experimental canceló la distorsión causada por los diferentes objetos ocultos para indicar una buena funcionalidad de camuflaje. El resultado se fortaleció aún más cuando Chen et al. analizó la desintegración del potencial eléctrico de la fuente para los tres experimentos, donde los resultados coincidieron bien con el fondo sin objeto. El funcionamiento de la capa remota propuesta era independiente del objeto.

De este modo, Chen y col. demostró experimentalmente una capa remota que funcionaba para objetos arbitrarios a distancia utilizando frecuencia CC por primera vez. Dado que los componentes electrónicos que utilizaban eran elementos estáticos de CC, la capa era mucho más estable que las diseñadas con altas frecuencias. Más importante, la capa podía guiar corrientes eléctricas alrededor de un objeto oculto con la ayuda de elementos activos mientras el objeto mantenía una conexión física con su entorno. Por ejemplo, tales objetos arbitrarios pueden enterrarse bajo tierra con un dispositivo de camuflaje desplegado sobre el objeto a una distancia para su invisibilidad bajo sensores de corriente geológica para aplicaciones en investigación geológica. Además, la capa puede tener aplicaciones potenciales en medicina para evitar interferencias con los dispositivos implantados en vivo.

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