隐身,一直是人类长期以来的梦想之一。随着“异向介质”(metamaterials)与“变换光学”(transformation optics)理论的出现,使物体真正完美隐身在科学上成为可能。随后,隐身衣领域的研究得到了飞速的发展,成为了当前电磁学、物理学、光学、材料科学及交叉学科非常前沿和热门的研究领域之一。本文以隐身衣的研究为背景,着重讨论基于均匀光学变换理论的可见光频段隐身器件的设计与实现。本文首先介绍了隐身衣的研究现状。通过光学变换得到的完美隐身衣,其本构参数包含极值而且随空间变化,难以真正实现。特别在光频段,由于光频段的波长小,材料的加工工艺要求很高,实现光频段隐身衣非常困难。因此,目前实现的柱体隐身衣,大部分都是工作在微波段,而光频段的实验相对较少。针对以上问题,本论文做了如下几方面的工作：1、提出了基于均匀光学变换的柱体隐身衣设计理论。在光频段,实现非均匀的参数非常困难。基于均匀光学变换方法设计的隐身衣,其参数是均匀各向异性的,能够大大简化隐身衣的实现难度。2、基于均匀光学变换的方法,作者提出了多边形柱形隐身器件的设计方法。基于均匀声学变换,作者提出了柱体声学隐身器件的设计方法。3、基于上述方法,提出名实现了TM极化的可见光频段柱体隐身器件。利用自然界存在的各向异性材料,作者实验验证了六边形柱体隐身器件,能够针对TM极化波实现在六个入射方向上的隐身效果,其工作频段覆盖整个可见光频段。可见光频段柱体隐身器件的实现,对于真正的灵活的可移动式的隐身衣的实现来说是非常重要的一步。4、通过舍弃“相位保持一致”的条件,作者进一步对隐身器件的参数进行了简化,设计实现了全极化的可见光频段柱体隐身器件。利用各向同性介质,作者实验验证了非相干自然光下大尺寸物体隐身器件。在此基础上,通过让隐身器件只在单方向有效,进一步实验验证了全极化可见光频段单方向隐身器件。5、本文提出了基于光学变换的宽频带亚波长成像装置。传统光学器件的分辨率存在着衍射极限,而以前的使用hyperlens实现的亚波长成像只能在一个窄频段内工作。利用非谐振结构闭合环,作者实验验证了针对TE波的宽频带亚波长成像装置。