变换光学(Transforamtion Opitcs)是近年来引起人们广泛关注的一个研究领域。变换光学的建立使得人们可以利用坐标变换的方法设计新型材料,并利用这种新型材料人工地调控光传播。新近发展起来的超构材料(Metamaterial)使得人们可以实现变换光学所要求的具有特定空间分布的非均匀光学材料。变换光学为设计诸如隐身衣等新型光学器件提供了一种强大且简便的方法。同时,变换光学的基本概念不仅适用于电磁波领域,也为人们最终调控声波乃至物质波等的传播性质提供了有效的科学途径。本论文在变换光学的框架下开展了既能隐形又能探测外部信息(HIWO)的光学隐身衣的研究以及地毯式隐身衣探测器的研究,具体内容如下：第一,我们提出和理论证实了一种特别的地毯式隐身衣,它同时实现了“隐住内部物体”与“探测外部信息”(HIWO)的功能。与经典地毯式隐身衣相比,我们打破地毯式隐身衣下方的高反射边界,使入射光得以传入隐身衣内部,被其中隐藏的探测器探测到。同时,引入补偿介质以补偿隐身衣内部空间及探测器对入射光的影响,维持隐身功能。研究表明,隐藏在隐身衣下方的探测器不但能接收到入射波的强度,还能够分辨不同频率的入射波。进一步地,在考虑材料吸收的情况下,我们通过引入增益介质对材料的强吸收效应进行补偿,使得HIWO隐身衣依然保持隐身和探测功能。此外,我们还讨论了HIWO地毯式隐身衣在微波段和光频段的实验实现。我们的工作为设计既能够隐藏内部同时又能探测外部的“理想”隐身衣结构提供了新的思路。第二,我们从原理上提出了一种地毯式隐身衣的探测方法,并利用补偿介质设计出一种地毯式隐身衣探测器。基于有限元算法的数值模拟验证了探测器的探测功能,研究表明,当系统中没有地毯式隐身衣时,探测器处于隐形状态；当地毯式隐身衣出现时,探测器连同隐身衣整体变为可见状态。同时,虽然探测器工作在近场区域,但其响应可在远场区域观测到。这项研究为探测光学隐身衣结构提供了新的途径,同时为设计制备新型光学器件提供了思路。总之,我们在变换光学的理论框架下设计提出了一种同时实现“隐形内部”与“探测外部”的地毯式隐身衣,为实现真正意义上的“理想”隐身衣提供了新思路；同时我们基于空间坐标变换提出了一种新的地毯式隐身衣的探测方法,利用补偿介质设计了地毯式隐身衣探测器,为探测隐身衣结构提供了新的途径。这些研究为操控光和声的传播提供了一些新的思路。