基于微結(jié)構(gòu)的熱輻射特性控制研究.pdf

1、基于微結(jié)構(gòu)的熱輻射特性控制,即利用特征尺寸接近入射波長量級的微納尺度結(jié)構(gòu)對波長進行選擇性控制,將其應(yīng)用于多波段兼容隱身具有很大的發(fā)展?jié)摿??；谖⒔Y(jié)構(gòu)的熱輻射特性控制進行多波段兼容隱身研究,利用微結(jié)構(gòu)與電磁波相互作用實現(xiàn)不同的耦合效果,從而優(yōu)化設(shè)計出可見光、中遠紅外、激光1.06μm及激光10.6μm多波段兼容隱身的微結(jié)構(gòu)。具體研究內(nèi)容包括以下幾個方面：
　　 ⑴基于麥克斯韋方程組,介紹了電磁波與微結(jié)構(gòu)相互作用過程中的電、磁場相互

2、轉(zhuǎn)化關(guān)系,研究了基于微結(jié)構(gòu)的熱輻射特性控制機理。研究表明,微結(jié)構(gòu)對熱輻射特性的選擇性控制因素為:微結(jié)構(gòu)的材料屬性和結(jié)構(gòu)型式。
　　 ⑵基于薄膜干涉理論,利用針形算法與變尺度法相結(jié)合的膜系優(yōu)化方法進行了膜系設(shè)計;基于非對稱F-P腔理論設(shè)計了10.6μm高吸收的非對稱F-P腔結(jié)構(gòu),并利用數(shù)值計算方法對該結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計;結(jié)合6層膜系結(jié)構(gòu)和非對稱F-P腔進行優(yōu)化,設(shè)計出了多波段兼容隱身的一維膜系結(jié)構(gòu)。計算結(jié)果表明:該膜系結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了良

3、好的光譜兼容特性。
　　 ⑶基于表面電磁波理論研究材料的介電常數(shù)及其色散關(guān)系,分析其表面聲子極化可能被激發(fā)的波段范圍,進行了微結(jié)構(gòu)材料的選取;以“蛾眼”結(jié)構(gòu)的減反性能為指導(dǎo),對其光譜特性進行數(shù)值計算,驗證了錐臺型“蛾眼”結(jié)構(gòu)用于控制10.6μm高吸收光譜的可行性;對錐臺型微結(jié)構(gòu)的光譜特性進行影響性分析,分別研究微結(jié)構(gòu)的周期、頂面直徑、底面直徑、結(jié)構(gòu)高度及基底厚度對其光譜特性的影響;在影響性分析的指導(dǎo)下,進行錐臺結(jié)構(gòu)的設(shè)計,綜合考