周期性多层膜结构的红外辐射特性分析与调控

发布时间：2023-04-03 22:40

　　微结构指的是由一种或多种材料组成的结构的特征尺寸与热辐射波长数量级相当,甚至小于热辐射波长的一种特殊结构。随着现代科学技术的进步,传统的机械、电子、航天等多方面的设备为满足小型化、集成化的要求,设备制造技术及工艺逐渐向微观领域发展。周期性多层膜结构能够利用微尺度辐射效应,通过对结构的设计,实现一些特定的光学性能。目前,在光电转换、航天、光学等领域,已经有多方面的研究,通过利用微结构表面的这些特殊效应,通过特定的设计,满足某些特定的工业要求。本文主要采用传输矩阵法及时域有限差分法,研究了周期性多层膜结构的红外辐射特性,目的是通过周期性多层膜结构实现红外调控。主要内容和结论包括:基于传输矩阵法与Smith等效介质理论,计算了Zn Se/Ag/Zn Se周期性多层膜结构的辐射特性,并计算了周期性多层膜结构的等效折射率与等效波阻抗,在此基础上分析了在多层膜结构辐射特性曲线中波峰、波谷产生的原因,借此探讨了FP共振对多层膜结构辐射特性的影响。最后,分析了多层膜结构不同的膜层厚度、膜层结构的物性参数、膜层结构的周期数等参数对结构辐射特性的影响,通过设计异构形式的多层膜结构,实现对红外窗口的兼容隐身...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题背景及研究的目的和意义
    1.3 微结构辐射特性研究现状
        1.3.1 周期性微结构辐射特性研究现状
        1.3.2 周期性微结构在红外隐身应用的研究现状
    1.4 国内外文献综述简析
    1.5 本文的主要研究内容
第2章 微尺度辐射的数值计算方法
    2.1 引言
    2.2 微尺度辐射研究方法概述
    2.3 时域有限差分法
        2.3.1 FDTD的基本原理
        2.3.2 激励源及边界条件的处理
        2.3.3 周期性边界条件的处理
        2.3.4 数值稳定性的要求
        2.3.5 FDTD算法验证
    2.4 本章小结
第3章 简单周期性多层膜结构红外辐射特性研究
    3.1 引言
    3.2 多层膜结构的数值计算方法与验证
        3.2.1 传输矩阵法及等效介质理论
        3.2.2 数值计算方法验证
    3.3 ZnSe/Ag/ZnSe多层膜结构的辐射特性
        3.3.1 物理模型及物性参数
        3.3.2 周期性多层膜结构的透射率与反射率
        3.3.3 周期性多层膜结构辐射特性分析
    3.4 多层膜结构的红外兼容隐身设计
        3.4.1 针对红外探测窗口的多层膜结构红外隐身设计
        3.4.2 兼容多红外窗口的多层膜结构隐身设计
        3.4.3 被动探测红外兼容隐身设计的优化设计
        3.4.4 被动探测红外隐身兼容主动探测隐身设计
    3.5 本章小结
第4章 具有周期性腔体结构的周期性多层膜结构红外辐射特性研究
    4.1 引言
    4.2 具有周期性腔体结构的周期性多层膜结构辐射特性
        4.2.1 具有周期性腔体结构的周期性多层膜结构
        4.2.2 腔体结构对结构辐射特性的影响
        4.2.3 腔体结构的周期对结构辐射特性的影响
        4.2.4 腔体结构的半径对结构辐射特性曲线的影响
    4.3 腔体结构的形状对结构辐射特性曲线的影响
    4.4 入射方向对不同腔体多层膜结构辐射特性的影响
        4.4.1 入射方向对具有腔体结构的周期性多层膜结构辐射特性影响
        4.4.2 正方形腔体形状结构电场分布
    4.5 本章小结
第5章 具有着周期性圆台结构的周期性多层膜红外辐射特性研究
    5.1 引言
    5.2 具有圆台结构层的周期性多层膜结构辐射特性
        5.2.1 圆台结构层对周期性多层膜结构辐射特性的影响
        5.2.2 具有圆台结构层的周期性多层膜结构电场
    5.3 影响具有圆台结构层周期性多层膜结构辐射特性的影响因素
        5.3.1 具有圆台结构层周期性多层膜结构的周期对结构辐射特性的影响
        5.3.2 圆台结构的半径对结构辐射特性的影响
    5.4 多层膜结构材料对结构辐射特性的影响
    5.5 本章小节
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3781278