隐身作为一种神奇的物理现象,一直是人类长久以来的梦想。本世纪以来,研究者们开始使用拥有人工电磁结构的材料来控制物理场。这些人工电磁结构可以通过设计微型单元结构的方法来实现,也可通过匹配多种自然界中已存在的材料来制备。本文主要针对当前隐身领域存在的一些问题,开展了一些前沿探索研究,主要成果如下:1.三维双层全向隐身器件的实验验证。目前稳恒电流场隐身器件的工作多限于二维或柱形情况,且电阻网络模型不能直接应用于自然界块体材料（bulk material）的隐身场合中。为解决以上问题,本文作者实验实现了一种类比于电磁场散射相消模型的三维全向隐身器件。该种隐身器件使用了人工设计的双层结构,所有组成材料都是均匀各向同性材料,可以由成熟的工业制造工艺完成。通过边界条件的匹配,各层与物体、背景材料相互抵消对背景电流场的“扭曲”效应,最终达到物体隐形的目的。由于稳恒电流场不存在电磁波中的高阶散射分量,这种隐身器件不需要满足电小条件,其人工结构部分可以非常薄。这项工作率先将稳恒电流场隐身器件的实验实现推进至三维。2.基于多重变换光学的远程隐身器件实验验证。为了解决经典变换光学理论隐身器件需包裹被隐身物体的问题,本课题组提出了多重变换光学法,可以实现全向远程隐身。但这一方法引入了介电常数与磁导率均为负数的材料,实验实现也较为困难。本文利用稳恒电流场中的电阻网络人工电磁结构,设计了多重变换光学法下所需的多种均匀各向异性电参数材料与等效负电阻材料。对原有的多重变换光学模型进行优化后,本文搭建了稳恒电流场远程隐身器件实物。这项工作成功实验证明了远程隐身模型的正确性。3.超表面灰度全息幻觉隐身器件。超表面是一种二维的人工电磁结构,有着尺寸小、厚度薄、易于共形等优势。为了发挥超表面对电磁波精密调控的优势,可以不止将被隐身物体从探测器下隐藏,而在探测器中产生一个其他物体的电磁幻觉,即幻觉隐身器件。本文通过在超表面的人工电磁结构单元中加入可以连续调节电容的变容二极管,设计了一种灰度可调节超表面。这种超表面可以使用数字信号处理设备对人工电磁结构的相位响应进行实时编程控制,实时还原某一实际不存在物体的电磁特征,在探测器中形成相应的电磁幻觉图像。