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(zhǎng)量級(jí)的微納尺度結(jié)構(gòu)對(duì)波長(zhǎng)進(jìn)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(jìn)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(shí)現(xiàn)不同的耦合效果,從而優(yōu)化設(shè)計(jì)出可見(jiàn)光、中遠(yuǎn)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?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)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(guò)程中的電、磁場(chǎng)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(jī)理。研究表明,微結(jié)構(gòu)對(duì)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(jìn)行了膜系設(shè)計(jì);基于非對(duì)稱(chēng)F-P腔理論設(shè)計(jì)了10.6μm高吸收的非對(duì)稱(chēng)F-P腔結(jié)構(gòu),并利用數(shù)值計(jì)算方法對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì);結(jié)合6層膜系結(jié)構(gòu)和非對(duì)稱(chēng)F-P腔進(jìn)行優(yōu)化,設(shè)計(jì)出了多波段兼容隱身的一維膜系結(jié)構(gòu)。計(jì)算結(jié)果表明:該膜系結(jié)構(gòu)實(shí)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(jìn)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(duì)其光譜特性進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,驗(yàn)證了錐臺(tái)型“蛾眼”結(jié)構(gòu)用于控制10.6μm高吸收光譜的可行性;對(duì)錐臺(tái)型微結(jié)構(gòu)的光譜特性進(jìn)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(duì)其光譜特性的影響;在影響性分析的指導(dǎo)下,進(jìn)行錐臺(tái)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),綜合考