任何在海浪中玩耍过的人都知道，海浪有足够的力量将你掀翻。各种将海洋中的能量转化为我们家庭和汽车动力的设计都已存在，但这项技术一直落后于其他可再生能源。
与太阳能电池板和风力涡轮机相比，严酷的海洋环境使得波浪能设备的成本更高，而且需要大浪限制了可能的安装地点。迄今为止，大部分工程研究都集中在通过提高从给定海浪中提取的能量来提高设备的成本效益，但一个物理学家团队正在测试一种不同的方法：就是让海浪变得更大。
风车和波浪能设备都利用自然界的运动来发电，但三叶风力涡轮机越来越多地遍布大地，而漂浮的浮标却从未占据过美国海岸线的任何一处。“我们认为波浪能领域比风能落后了三十年，”桑迪亚国家实验室的水电研究员 Kelley Ruehl 说。
从像蛇一样的弹性条带，能够随着涌来的波浪而弯曲，到海底的板，能够随着经过的波浪而摆动，各种各样的设计都在竞争主导地位，每种设计都有其自身的权衡。波浪能收集器也必须在比其他发电机更严酷的环境中运行。海水会腐蚀材料，藤壶会附着在关键的缝隙中，整个系统必须在海浪（和力）极其猛烈的地方工作。更糟糕的是，只有某些区域的波浪足够强烈，才值得进行实验。“美国西海岸、阿拉斯加和夏威夷，”Ruehl 列举了几个地方。“也就是你认为的冲浪胜地，那里才有最大的海浪。”
然而，如果由中国厦门大学的 陈焕阳 领导的一个物理学家团队能够将他们本月早些时候在《物理评论快报》上描述的桌面设备放大，他们可能会在全球范围内扩大适合波浪能发电的地点。
陈焕阳，一位物理学家，通常花费他的时间设计能够让光以奇特的方式表现的材料，例如所谓的隐形斗篷，它们利用纳米尺度的表面特征来引导光波无干扰地绕过物体。如果不是因为他和浙江大学的 镇宇王 教授（水利工程）的友谊，他可能不会想到涉足水工程。有一天，他们在喝咖啡时讨论是否也能驾驭水，因为水波和光波在数学意义上表现相似。王教授在他的大学有一个足球场大小的波浪水池，所以他们决定尝试一下。
虽然改变光波的行为取决于用纳米尺度物体操纵它们对磁场和电场的响应，但控制水波要容易得多。这些波也取决于两个数值：地球引力产生的加速度和海洋深度。“你改变不了重力，”陈焕阳说，“所以我们改变了深度。”此外，水波要大得多。
陈焕阳借鉴了 2015 年一个微波聚焦设计 的思路，制造了一个大得多的结构，能够以类似的方式聚焦水波。它包含一圈矩形鳍片，它们被设置在一个向内倾斜的表面上（见上图）。当各种波长的波进入这个环形结构时，鳍片会将它们引导到更小、更浅的内部区域，在那里，集中的能量会使它们以更大的力量喷发。陈焕阳说，该装置深度的平滑（而非分级）变化也为一种特定尺寸的波“隐形”了内部（这意味着那种波从装置中出来时基本保持不变），但这只是一个不影响其聚焦能力的附加功能。
在一次演示中（见下面的视频），陈焕阳和镇宇王使用一个 17 英寸宽的聚焦器，将几英寸高的涟漪变成了三倍高的波浪，并戏剧性地摇晃着一艘纸船。陈焕阳说，放大的因子取决于外环和内环之间的距离，而且工程师在实践中还可以进一步提高它。
波浪高度增加三倍，可用能量会增加九倍，因此，将这些巨型聚焦器投入实际应用，可以将波浪能的生产区域远远扩展到冲浪胜地之外。但细节决定成败，在中心（而不是玩具船）放几个浮标发电机，并在东海岸散布它们，不一定是一个成功的举动。
“最大限度地从波浪中提取能量的想法显然对波浪能领域非常重要，”Ruehl 说，“但你必须考虑部署在哪里。那里有鲸鱼迁徙路线吗？如果被海藻堵塞了怎么办？”
与仅位于海面或海底的浮标或海底板不同，陈焕阳的聚焦器将穿过整个水柱，从顶部到底部，这使得选择建造地点具有挑战性。将其放置在近岸会冒着干扰水下野生动物和航运、渔业等海上活动的风险，但建在近海将需要一个庞大的、无法实现的结构才能到达海底。如果存在合适的地点，它们将是有限的。
尽管如此，陈焕阳和镇宇王仍然决心尝试。他们设想在上海以南的岛屿之间测试一个数百英尺宽的聚焦器。那里的海底相对平坦且水深较浅，政府也已经部署了 一台潮汐能发电机。
即使这个设计遇到了困难，陈焕阳预计这个聚焦器只是工程师可以为海洋领域借鉴的众多光学技巧之一。“对于光学来说这非常困难，但对于水波来说，这非常简单，”陈焕阳说。“这仅仅是一个开始。”
