Ce travail a été publié dans National Science Review intitulé « Dispositifs optiques de transformation omnidirectionnelle à paramètres complets », avec le Dr Yuan Gao de l'Université du Zhejiang comme premier auteur, le professeur Yu Luo, le professeur Hongsheng Chen et le professeur Dexin Ye comme auteurs correspondants.

En 2006, le professeur Pendry de l'Imperial College de Londres a proposé l'optique de transformation, qui décrit la correspondance entre le chemin de propagation des ondes électromagnétiques (EM) et les paramètres constitutifs des matériaux, fournissant ainsi une méthode universelle et puissante pour contrôler les ondes EM.

La dernière décennie a été témoin du développement rapide de l’optique de transformation, grâce à laquelle divers nouveaux dispositifs optiques tels que des capes d’invisibilité, des dispositifs d’illusion électromagnétique et des concentrateurs ont été conçus. Cependant, les paramètres constitutifs des milieux optiques de transformation sont anisotropes, et généralement inhomogènes ou à valeurs singulières, ce qui les rend difficiles à mettre en œuvre.

Par exemple, les capes d’invisibilité omnidirectionnelles mises en œuvre expérimentalement jusqu’à présent ont toujours subi quelques simplifications sur les paramètres matériels. Les conceptions simplifiées sacrifient l'adaptation d'impédance et détériorent ainsi les performances des dispositifs optiques de transformation.

Pour résoudre ces problèmes, le groupe de recherche a conçu une cape d’invisibilité planaire omnidirectionnelle 2D à paramètres complets composée de seulement deux matériaux homogènes basés sur une optique de transformation linéaire. Les paramètres constitutifs du premier matériau sont anisotropes, avec des valeurs nulles et extrêmes, et les ondes EM se propageant dans la direction optique ont une vitesse de phase infinie.

Ce matériau est utilisé pour permettre à l'onde EM de contourner une région de masquage avec une adaptation d'impédance omnidirectionnelle et un retard de phase nul. Le deuxième matériau possède également des paramètres constitutifs anisotropes permettant d'obtenir une compensation de phase avec une adaptation d'impédance omnidirectionnelle, et les ondes EM se propageant dans la direction optique ont une vitesse de phase subluminale.

Lors de la vérification expérimentale, les chercheurs ont implémenté ces deux matériaux avec des paramètres constitutifs complets pour l'onde polarisée TM.

Le premier a été réalisé en utilisant des réseaux de patchs métalliques sub-longueur d'onde avec résonance Fabry-Pérot, tandis que le second a été obtenu avec des structures composées de résonateurs électriques traditionnels en forme de I et de résonateurs à anneau brisé.

Enfin, les chercheurs ont mesuré les champs magnétiques autour de la cape omnidirectionnelle à paramètres complets composée des deux matériaux précédents sous l'incidence des ondes polarisées TM sous différents angles, démontrant d'excellentes performances d'invisibilité.

Cette étude a démontré la première cape d'invisibilité omnidirectionnelle à paramètres complets dans l'espace libre, capable de dissimuler un objet à grande échelle pour un éclairage incident arbitraire. La cape mise en œuvre peut être immédiatement utilisée pour supprimer la section efficace de diffusion de la cible dans la communication radar et la détection bistatique.

L'approche présentée dans ce travail a également des implications considérables pour les mises en œuvre pratiques d'autres dispositifs optiques de transformation de paramètres complets.