【摘 要】
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物体的红外辐射特征是探测、识别、追踪的有效信号,对目标红外辐射的调控越来越成为军事反侦察领域的关注焦点;动态调节目标的红外辐射特性使目标与背景融合,是红外隐身技术的重要发展方向。本文聚焦于红外发射率可调材料研究,采用折射率可调谐的相变材料GST（Ge2Sb2Te5）,构建GST/ZnS一维光子晶体结构,开展大气窗口单波段和双波段红外发射率可调薄膜研究。主要研究及结论如下:构建基于GST的一维光子晶
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物体的红外辐射特征是探测、识别、追踪的有效信号,对目标红外辐射的调控越来越成为军事反侦察领域的关注焦点;动态调节目标的红外辐射特性使目标与背景融合,是红外隐身技术的重要发展方向。本文聚焦于红外发射率可调材料研究,采用折射率可调谐的相变材料GST（Ge2Sb2Te5）,构建GST/ZnS一维光子晶体结构,开展大气窗口单波段和双波段红外发射率可调薄膜研究。主要研究及结论如下:构建基于GST的一维光子晶体红外发射率可调结构,通过GST可调谐的折射率获得红外反射光谱的动态调控,实现特定波段低温高发射、高温低发射的红外发射率可调特性,可调幅度受材料折射率和膜层厚度影响。针对红外大气窗口分别设计了中波段和长波段的红外可调隐身薄膜。优化的[GST/ZnS]3-5~4和[GST/ZnS]8-14~4结构在工作波段的红外发射率可调幅度分别为0.422和0.327,且具有良好的红外辐射调谐和角度不敏感特性。实验制备的[GST/ZnS]3-5~4薄膜发射率可调幅度达到0.383,具有良好的红外辐射调节特性;该结构低温态时雷达波段透射率大于99%,高温态时大于96%,具备良好的雷达波透射性能。构建GST/ZnS准周期光子晶体多层膜结构,获得红外大气窗口双波段发射率可调性能。进行干涉峰拼接设计,实现光子带隙从红外长波段拓展到红外双波段,同时保证良好的红外发射率可调幅度;该准周期光子晶体在红外中、长波段的发射率可调幅度分别达到0.202和0.330;该结构还具有良好的角度不敏感性,随着入射角从0°增加到45°,红外发射率值保持稳定。该单波段和双波段红外发射率可调薄膜有望扩展于光开关器件、辐射冷却等其他依赖红外辐射控制技术的应用中。
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