Optisk cloaking gör att föremål kan döljas i osynlig syn eller att bli osynliga genom att styra ljus runt allt som är placerat inuti kappan. Även om cloaking har blivit populärt inom fiktion, som i "Harry Potter"-böckerna, forskare på senare år har börjat inse kappor som skyddar föremål från insyn genom att kontrollera flödet av elektromagnetisk strålning runt dem.

I Journal of Applied Physics , forskare från Toyota Research Institute of North America undersökte de senaste framstegen med att utveckla osynlighetskappor som fungerar i naturligt osammanhängande ljus och som kan realiseras med hjälp av optiska standardkomponenter, del av pågående forskning under de senaste två decennierna.

Osynlighetsmantel har potentiellt ett brett utbud av tillämpningar i avkännings- och visningsenheter i krigföring, övervakning, borttagning av döda vinkeln i fordon, rymdskepp, och högeffektiva solceller. Forskarna undersökte döda fläckar som uppstår i fordon, såsom vindrutans pelare, stolparna som ramar in vindrutor.

"Vi letar alltid efter sätt att hålla förare och passagerare säkra när de kör, " sa författaren Debasish Banerjee. "Vi började undersöka om vi kunde få ljuset att gå runt pelaren så att det verkade genomskinligt."

Framsteg inom metamaterial, konstruerade komplex av metaller och dielektrika för att manipulera elektromagnetiska vågor, har öppnat möjligheten att realisera optiska kappor runt ett föremål genom att få inkommande ljus att förbigå det.

Perfekt optisk cloaking kräver total spridning av elektromagnetiska vågor runt ett objekt i alla vinklar och alla polarisationer och över ett brett frekvensområde, oavsett medium. Detta har ännu inte uppnåtts.

Dock, genom att förenkla kraven på osynlighet, innovativt arbete med sfäriska transformationskappor, mattkappor, plasmoniska kappor, och mantelkappor i smalbandig mikrovågsugn, infraröd, och optiska våglängder har uppnåtts under de senaste två decennierna.

"En av de verkliga utmaningarna är att vi måste optimera optiska element runt ett objekt så att fasförhållanden bevaras, sa Banerjee.

För optimering, artificiell intelligens och maskininlärning kan hjälpa till att lösa vissa utmaningar. Algortihms kan hjälpa till att lösa det nödvändiga omvända designproblemet i samband med praktiska cloaking-anordningar.

Dessa kan vara kraftfulla verktyg för att förutsäga och analysera de optiska svaren från dessa enheter eller detektorer utan tidskrävande och dyra simuleringar, vilket kan öka möjligheten för intelligent osynlighet som är anpassad till rörelser, former, och miljön.

Med den snabba utvecklingen av både AI-stödd design och additiv tillverkningskapacitet, det är förutsägbart att flexibla kappor som skulle kunna fungera effektivt i alla infallsvinklar med ett högt täckningsförhållande och ett brett synfält skulle kunna realiseras och massproduceras till låg kostnad och hög effektivitet.