上海理工大學(xué)和澳大利亞斯威本科技大學(xué)的學(xué)者首次通過實驗在負折射材料中實現(xiàn)了光學(xué)波段的反“多普勒”效應(yīng)，這為人類將來實現(xiàn)制作“隱形衣”的夢想提供了可能性。

　　多普勒效應(yīng)為人們所熟知。從物理學(xué)上講，多普勒效應(yīng)描述的是當觀察者和聲源/光源之間有相對運動時，聲波和光波的頻率變化。大部分人只能從聲音上感覺到多普勒效應(yīng)的存在，比如當火車接近時，我們感覺到聲調(diào)變尖銳(頻率增大)，而當火車漸遠時，感覺到聲調(diào)變低(頻率下降)。光學(xué)里也有類似的多普勒效應(yīng)，當觀察者和物體接近時，光的頻率也會增加，表現(xiàn)為光的顏色向藍光方向偏移(藍光頻率高、紅光頻率低)，而當光源快速離去時，光的頻率會減小，表現(xiàn)為光的顏色會向紅光方向偏移。

　　在上海理工大學(xué)莊松林院士和斯威本科技大學(xué)顧敏院士的帶領(lǐng)下，中澳聯(lián)合科研團隊首次在光學(xué)波段實現(xiàn)了反多普勒效應(yīng)，即當光波探測器和物體接近時，實現(xiàn)了由藍光向紅光的偏移，即光頻的遞減。斯威本科技大學(xué)微光子學(xué)中心負責人顧敏院士說：“此次發(fā)現(xiàn)是世界上首次在光學(xué)波段實現(xiàn)反多普勒效應(yīng)。”

　　反多普勒效應(yīng)不會自然發(fā)生，因為自然界存在的所有物質(zhì)的折光系數(shù)都大于等于1。科研工作者此次巧妙地運用了由硅制造的具有負折射特性的納米結(jié)構(gòu)光子晶體完成了實驗。對于負折射材料斯威本大學(xué)高級研究員、研究論文合著者賈寶華博士解釋道：“舉例來說，如果將一根棍子放在水里，你會看到棍子向上彎曲。如果是一種負折射率材料，這種彎曲恰恰相反。這是一種反直覺的現(xiàn)象。”“這種負折射材料可以有廣泛的用途，比如研制具有超分辨能力的超透鏡，用于下一代高密度光盤存儲。”文章合著者李向平博士說。在實驗過程中，科研工作者發(fā)射一束激光到特制的光子晶體“超棱鏡”上，再通過改變棱鏡和探測器的距離，從而實現(xiàn)了多普勒效應(yīng)的逆轉(zhuǎn)。

　　反多普勒效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，為科幻小說中描述的尖端的技術(shù)，如隱形衣等的發(fā)明提供了更大的可能性，因為其類似的物理機制。顧教授認為科幻小說中描述的有些尖端技術(shù)可能比我們大多數(shù)人認為的更快的成為現(xiàn)實。對這一效應(yīng)更深層次的理解會在科技應(yīng)用方面產(chǎn)生非常積極的意義，它可以用于天文學(xué)家測量其他天體接近、離開地球的速度;運用在雷達上測量物體的速度;或者應(yīng)用到醫(yī)學(xué)成像技術(shù)上監(jiān)測人體的血液流動。