基于变换光学的旋转黑洞模拟

摘要

在变换光学和天文学的学科交叉中,黑洞模拟一直是一个重要的课题.随着黑洞照片的公布,相关研究已成为热点.在此之前,科研工作者们模拟的史瓦西黑洞并不像真实黑洞那样,光线在进入黑洞时的状态并不是旋转的.为了更好地模拟真实黑洞的特性,将保角变换得到的折射率分布结合已有的旋转器件合成一个新型的旋转器件,即旋转黑洞,并在其中内置一个吸收体来模拟旋转黑洞附近的光学行为.通过高斯光波的传输以及光线追踪仿真,从波动光学和几何光学两个角度验证了光线旋转进入模拟器件后将被吸收而无法逃逸的特性.