本發(fā)明屬于紅外隱身，特別涉及一種具有寬帶非對稱結(jié)構(gòu)的紅外隱身薄膜的設(shè)計。

背景技術(shù)：

1、由于紅外探測具有蔽性好、角探測精度高、抗電磁干擾能力強、探測距離遠等優(yōu)點，其已廣泛應(yīng)用于軍事、航空航天、安防監(jiān)控等領(lǐng)域，并成為軍事目標探測的重要方法?，F(xiàn)如今，紅外探測方法已向多窗口紅外輻射探測和紅外激光融合的方向發(fā)展。在軍事領(lǐng)域，為了提高裝備戰(zhàn)場生存能力，以應(yīng)對多種紅外探測手段的感知和偵查，紅外隱身就顯得尤為重要了。紅外隱身旨在有效控制裝備的紅外特征信號，縮小紅外探測系統(tǒng)的作用距離，提高自身的生存能力、突防能力及作戰(zhàn)效能。紅外隱身已成為現(xiàn)代武器裝備必須具備的重要性能，受到世界各國的高度重視。

2、為了提高紅外隱身的性能，可以從兼顧低發(fā)射率和輻射降溫這兩個方面出發(fā)，研制具備選擇性輻射特性的紅外隱身結(jié)構(gòu)，使其不僅能夠降低在紅外探測系統(tǒng)的工作波段(3-5μm和8-14μm)的發(fā)射率，還能提高在非探測波段(5-8μm)的發(fā)射率，以降低目標的實際溫度，實現(xiàn)紅外隱身功能。因此，研制結(jié)構(gòu)及制備工藝簡單、光譜選擇性突出的紅外隱身結(jié)構(gòu)具有重要現(xiàn)實意義。雖然用含金屬材料的涂層或薄膜能實現(xiàn)紅外隱身，但其在整個紅外波段的反射都比較大，這和紅外隱身的低反射率要求是矛盾的。而基于介質(zhì)材料的紅外低發(fā)射薄膜，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)紅外隱身，但是其薄膜層數(shù)較多，厚度較大，在一定程度上限制了其應(yīng)用性能。

3、針對上述問題，本發(fā)明將結(jié)合ge2sb2te5(gst，一種相變材料)、金屬和介質(zhì)，設(shè)計一種具有多層圓環(huán)結(jié)構(gòu)的紅外隱身薄膜，以實現(xiàn)寬帶、多波段紅外隱身功能。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為降低透射對紅外隱身結(jié)構(gòu)的影響，本發(fā)明采用金材料(au)作為基底材料；另外，為提高該結(jié)構(gòu)在3-5微米和8-14微米波段的反射，降低其發(fā)射率，本發(fā)明使用了一維硅(si)光柵作為中間層置于基底和多層環(huán)形結(jié)構(gòu)之間；此外，為提高該結(jié)構(gòu)在5-8微米波段的發(fā)射率，基于金屬鋁(al)、相變材料(gst)、二氧化硅(sio2)和金屬金(au)，本發(fā)明采用了非對稱多層圓環(huán)結(jié)構(gòu)。因此，本發(fā)明具體的結(jié)構(gòu)為au(基底)/si/al/sio2/gst/au/air，如圖1所示。

2、所述多層非對稱圓環(huán)結(jié)構(gòu)在x方向與y方向周期相同，均為1.76微米，沿x軸方向每個周期內(nèi)有兩個厚度相等以及內(nèi)外半徑不相等的圓環(huán)；沿y軸方向的圓環(huán)厚度以及內(nèi)外半徑相等，圓環(huán)總厚度為0.415微米。所述一維光柵結(jié)構(gòu)在x方向的周期為1.76微米，沿x軸方向每個周期內(nèi)有兩個厚度相等而寬度不相等的光柵齒，光柵厚度為0.07微米。如圖2所示，該結(jié)構(gòu)在5-8微米波段范圍內(nèi)的平均反射率約為10％，而在8-14微米波段的平均反射率可達90％以上。

3、本發(fā)明所設(shè)計的基于金屬-介質(zhì)-gst多層非對稱圓環(huán)結(jié)構(gòu)的紅外隱身薄膜，其在5-8微米波段范圍內(nèi)平均發(fā)射率可達90％以上，最大發(fā)射率可達97％；在8-14微米波段范圍內(nèi)平均發(fā)射率低于10％，如圖3所示。

技術(shù)特征：

1.一種寬帶非對稱紅外隱身結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶非對稱紅外隱身結(jié)構(gòu)，其特征在于：

3.根據(jù)權(quán)利要求1，2所述的寬帶非對稱紅外隱身結(jié)構(gòu)，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種寬帶非對稱紅外隱身結(jié)構(gòu)，其特征在于，表面設(shè)置有多層膜系的非對稱圓環(huán)結(jié)構(gòu)，其X和Y方向周期相等，且沿X軸方向每個周期內(nèi)有兩個內(nèi)外半徑不相等的圓環(huán)，沿Y軸方向的圓環(huán)內(nèi)外半徑相等；圓環(huán)結(jié)構(gòu)厚度沿Z軸方向；在上述圓環(huán)結(jié)構(gòu)下面還設(shè)置有一維光柵，沿X軸方向每個周期內(nèi)有兩個寬度不相等的光柵齒。通過調(diào)控圓環(huán)和一維光柵的結(jié)構(gòu)參數(shù)以及多層膜系的厚度，分析表明，所述寬帶非對稱紅外隱身結(jié)構(gòu)在5?8微米波段范圍內(nèi)平均發(fā)射率可達90％以上，最大發(fā)射率可達97％；在8?14微米波段范圍內(nèi)平均發(fā)射率低于10％，表現(xiàn)出較好的紅外隱身性能。

技術(shù)研發(fā)人員：吳華明,廖世蓉,李小琴,劉浩楠,肖文波,李勇波,段軍紅
受保護的技術(shù)使用者：南昌航空大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26