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1、推荐精品光启超材料分析报告(此文档为word格式，可任意修改编辑！）2015年6月目 录1、超材料与隐身衣 31、传统隐身技术 32、视觉隐身 63、隐身衣是怎么发展的呢 94、超材料不仅仅是隐身 13二、相关公司 14 1、龙生股份 152、鹏博士 15 3、鹏欣资源 16超材料通过绕射传播达到最佳隐身效果。 通常的隐身技术是一种 低可探测技术，通过雷达隐形、红外隐形和可见光隐形等，来改变己 方目标的可探测性信息特征。 即现有的隐身技术是通过减小作战平台 对入射电磁波或声波的散射截面进行隐身， 而超材料则不再是反射或 吸收波，而是改变波的传播路线，使波发生弯曲，以达到绕射传播的 目的从而实现

2、隐身。因为极少有能量产生后向散射，超材料可以达到 最佳的隐身效果。 隐身超材料位居美国国防部六大颠覆性基础研究领域首位， 进入 实战不再遥远。 自从2006 年乌尔夫 莱茵哈特和约翰 彭德利关于隐形 的论文发表后，隐身衣已成为电磁学、物理学、光学、材料科学及交 叉学科最前沿和最热门的研究领域之一。 美国陆军要求企业研发可穿 戴式光学迷彩， 其需要具备类似于变色龙的能力， 可以根据背景改变 颜色和图案，而且最好无需电源。产品必须全方位适应所有地形，还 要能够适应各种温度， 雨天和雪天均能正常工作， 同时还不能影响官 兵执行常规任务。可以说，基于超材料初级的视觉隐形或者说视觉伪 装已经要走出实验室

3、，可能在5 年之内就会走入实战。2015 年5 月 12 日，美国军方已要求企业研发“隐形面料”，并希望在18 个月内对 第一批样品进行测试。 深圳光启研制超材料隐身衣。2009 年，原属史密斯小组的刘若 鹏领导其团队研发出超材料隐身衣， 外形如同一条黄色浴巾。该成果 刊登在美国科学杂志上，引起业界很大的反响。2010 年科学 杂志将超材料评为过去十年人类最重大的十大科技突破 之一。 据报道， 刘若鹏的隐身衣以数千块细小的“特异材料”片制成， 这种人造纤维玻 璃般的物料能控制光线。研究员通过一系列复杂的计算辅助，把这些 “特异材料”片排列成可以“抓取”微波，并且令它们的路径变弯。 当前，深圳光

4、启、美国波音、雷神公司等正着力推动超材料技术 的产业化进程。未来超材料技术将向更宽频谱（太赫兹、红外）、数 字化、智能化（AI）等方向发展，生产智能结构材料集成器件（如自 诊断、自修复智能材料，传感器蒙皮材料，纳米波导，超衍射极限高 分辨成像透镜等） 、 军用隐身材料 （如雷达波/红外一体化隐身材料， 自适应可控隐身材料等）、通信遥感系统（如可重构宽带综合射频天 线，结构共形传感器蒙皮等）。 一、超材料与隐身衣 1、传统隐身技术 提到隐身，大家想到的隐身飞机、坦克、舰船等技术。其实，现 在的隐形飞机并非真正意义上的“隐形”， 而是通过避开雷达等探测设 备的电磁波等实现“相对隐形”。 人是通过物

5、体反射回来的可见光看到 物体。根据这个原理科学家发明了雷达，它依据反射回来的雷达波发 现目标，如果要实现“隐身”，就是要反射回来的波尽可能少。 现代隐身技术的准确说法是低可探测技术， 指的是通过各种不同 技术手段，如雷达隐形、红外隐形和可见光隐形等，来改变己方目标 的可探测性信息特征， 从而最大程度地降低被发现的概率。通过外形形状的特殊设计和表层特殊涂料，极力吸收雷达波从而尽可能地“ 隐 身”。隐身需要设计为多边形绕射理论外形隐身，利用吸波材料，精 确的细节设计考虑，同时避免使用有源传感器。 换句话说，隐形技术是传统伪装技术的一种应用和延伸， 主要应 用于军事领域，是第二次世界大战以后重大的军

6、事技术突破之一。 自上世纪50 年代隐形技术问世以来，各国在隐形兵器的研发方 面取得了长足进展：隐形飞机不断升级换代，隐形战舰相继问世。 通过各种技术的组合， 物体对雷达的反射波向雷达两侧而不是雷 达发射方向反射，同时反射的雷达波也被相对减弱。 但隐形飞机只是很难被雷达发现， 等它飞近后完全无法逃过人的 肉眼。同时，减少后向散射，只对单站雷达有意义，对多站雷达、对 其他方向是不隐身的。 另外， 目前的所谓的隐身材料主要是吸收电磁 波的吸波材料，是有限度的。 现代的隐形飞机对于人眼并不隐形， 反而其前卫的造型给大家留 下了深刻的印象。 如果有一种方法可以使得物体对于视觉也可以隐身，就实现了电影里

7、面经常出现的镜头， 比如哈利波特电影中的隐身斗篷 和 詹姆斯邦德的神奇装备隐形汽车。 2、视觉隐身 如果说现有隐身技术是通过减小作战平台对入射电磁波或声波 的散射截面进行隐身，那么超材料不是反射或吸收波, 而是改变波的 传播路线，使波发生弯曲，以达到绕射传播的目的从而实现隐身。因 为极少有能量产生后向散射，从而达到了最佳的隐身效果。 虽然听起来无比玄幻，但是就在两周之前的2015 年5 月12 号， 美国军方已要求企业研发“隐形面料”，并希望在18 个月内对第一批 样品进行测试。 美国陆军要求企业研发可穿戴式光学迷彩， 其需要具备类似于变 色龙的能力，可以根据背景改变颜色和图案，而且最好无需电

8、源。产 品必须全方位适应所有地形， 还要能够适应各种温度，雨天和雪天均 能正常工作，同时还不能影响官兵执行常规任务。 可以说， 基于超材料初级的视觉隐形或者说视觉伪装已经要走出 实验室，可能在5 年之内就会走入实战。 还有一种可能，隐身衣已经进入军队，只为未被人知。早在2012 年，据英国每日邮报报道，加拿大一家生物科技公司的负责人首 次向媒体承认他们早就研究出来了隐形面料， 面料外表可形成折射投 影，人躲在后面可与周围景物完全融为一体而不被发现。 这项研究得 到了美国国防部的支持。目前，隐形面料已经在加拿大和美国的军队 中应用，用于制作隐形迷彩衣。 资料显示，负责研发的是加拿大生物公司Hyp

9、erstealth Biotechnology，这种面料被命名为“量子隐形伪装材料”，通过弯曲光线达到隐形目的，从而实现与周围环境的完全融合。这家生物公司的 CEO 克拉默教授声称，他们的材料隐形效果极佳，就像哈利波特的 隐形斗篷一样 ，甚至可以躲过夜视镜的观察。 不过出于保密原因，该公司拒绝对外提供实际样品，目前只在官 网上刊登了数张演示效果的照片。 由于没有实物， 也有人怀疑此事的真实性， 项目负责人盖伊教授 解释说：“ 目前外界对隐形面料是否存在仍存质疑的声音，但由于公 司和美国以及加拿大的军事部门达成了保密协议， 不能对外界展示这 种面料。 但我可以确定地告诉大家， 隐形面料也已接受过

10、两支美军部 队和两支加拿大反恐部队的测试， 可以骗过红外线和热成像技术的侦 测。” 他还强调，这款面料并未使用相机、电池 、灯光或者镜子，所 以足够轻便，而且选择的面料是非常普通的纤维织物，成本不高，如 果这种隐形面料未来有机会推广，可用领域一定非常广泛。多家外国 媒体就此事向美国军方求证，至今没有得到回复。 3、隐身衣是怎么发展的呢 自从2006 年乌尔夫 莱茵哈特和约翰 彭德利关于隐形的论文发 表后，隐身衣已成为电磁学、物理学、光学、材料科学及交叉学科最 前沿和最热门的研究领域之一。 世界各地许多科学家开始以此为起点， 在隐身衣的研制上展开了激烈竞争。 目前，大部分的隐身通过光学透镜或者L

11、ED 屏幕与相机组合实 现， 相机在一方拍摄视频， 然后将拍摄的内容在另一方外层的LED 屏 上进行展示， 通过对物体背后景象的展示， 使得物体看似隐身。 但是， 这对供电和运算能力的需求是一个考验，离实用性差距较大。 真正能走入实用的肯定是一种全新的材料， 一种轻便同时不需要外界支持的新材料。莱茵哈特和彭德利的论文发表不久后，美国杜克 大学的戴维 史密斯教授带领的小组利用新型人工电磁材料在微波段 研制成功圆柱形的隐身大衣原型，验证了用该材料实现隐身的设想， 宣告微波隐形材料的诞生。然而，这一隐身衣有着明显的缺陷：只在 频谱带宽内有效；损耗大，隐形效果不明显。但是，美国军方对其表 现出强烈的兴

12、趣。美国国防部曾大力资助史密斯小组的研究工作，史 密斯表示隐形材料可以用于隐藏侦查设备， 保护进入敌军腹地的部队。 美国科学杂志将这一结果评为年度十大科技进展之一。 第二年，美国普渡大学的弗拉基米尔 沙拉耶夫教授带领的研究 团队同样研制出了一种光学超材料，并于2008 年通过科学杂志 公之于众。这种光学超材料具有改变光线传播方向的能力，光线在这 种材料中会出现负折射，达到隐形效果。 2009 年，原属史密斯小组的刘若鹏领导其团队研发出超材料隐 身衣，外形如同一条黄色浴巾。根据媒体报道，刘若鹏的隐身衣以数 千块细小的“特异材料”片制成， 这种人造纤维玻璃般的物料能控制光 线。研究员通过一系列复杂

13、的计算辅助，把这些“ 特异材料”片排列成 可以“抓取”微波，并且令它们的路径变弯。但是当时依然局限于对微 波段光路的改变，对于可见光波段依然无计可施。 之后，普度大学的沙拉耶夫教授，把隐身尺度从微米级提升到了 毫米级， 已经可以产生指头粗细的隐身区域。伯克利大学的张翔教授 则使用一种三维超颍材料，第一次把隐身波段扩展到可见光范围。香 港科技大学的陈子亭教授还提出，隐身只是控制光线的第一步， 科学 家还可尝试控制光线让物体看起来变成另外的模样，实现光学幻象。 2013 年，美国麻省理工学院学者在Nature发表一篇题为 “Sound and heat revolutions in phononi

14、cs (声子学中声与热之革命)”的 综述论文， 论文中专门设有一个小节， 标题为“Thermal metamaterials and heat cloaking(热学超构材料与热隐身)”， 介绍了这个新领域以及相 关主要进展。 根据媒体报道， 长期专注于军用电磁技术研究与防御系统开发的 美国雷神公司， 也对超材料技术非常关注， 目前已开展深入的应用研 究，并与学术界和工业界积极开展超材料技术领域的合作。 雷神公司与大学合作开发的“ 透波率可控人工复合蒙皮材料”。 这 种材料采用嵌入了可变电容的金属微结构频率选择表面（FSS），通 过控制加载在可变电容上的偏置电压， 可以改变频率选择表面的电磁

15、参数，从而实现材料透波特性的人工控制， 可应用于各种先进雷达系统和下一代隐身战机的智能隐身蒙皮。 除此之外，雷神公司也是美国国家科学基金会（NSF）发起成立 的“ 工业-大学联合研究中心” （I/UCRC） 的成员， 并在各军方客户 （如 DARPA、海军科研办公室、空军科研办公室）的支持下，与一些大 学等研究机构联合开展了一系列超材料技术武器装备应用的前沿研究。 4、超材料不仅仅是隐身 新任美国国防部负责科研与工程技术 （R&E） 事务的助理国防部 长（ASD）鲍勃贝克在其最新的年度报告中详细介绍了美国国防部 2013-2017 年科技发展“五年计划”的制定过程，通过分析美国在21 世纪所面

16、临的新秩序与新挑战， 提出了未来重点关注的以下六大颠覆 性基础研究领域（Disruptive Basic Research Areas ）： 1、超材料与表面等离激元学（Metamaterials & Plasmonics ） 2、量子信息与控制技术（Quantum Information & control） 3、认知神经学（CognitiveNeuroscience） 4、纳米科学与纳米工艺（Nanoscience & Nanoengineering） 5、合成生物学（Synthetic Biology） 以及对人类行为的计算机 建模（Computational Models of Human Behavior）。 美国国防部对于颠覆性基础研究领域的定义为： 对于近期与未来 美军的战略需求和军事任务