一种双波段可调控激光雷达吸波器制造技术

本发明专利技术提供了一种双波段可调控激光雷达吸波器，包括由下至上依次设置的金属层、介质层和金属分形层，所述金属分形层包括多级自相似的多边形金属，相邻的两级所述多边形金属通过的顶点互相连接，所述金属层的上开设有狭缝腔；本发明专利技术提供的双波段可调控激光雷达吸波器结构简单，能同时实现激光雷达在1.06μm和10.6μm两个工作波长上的完美吸收。10.6μm两个工作波长上的完美吸收。10.6μm两个工作波长上的完美吸收。

【技术实现步骤摘要】
一种双波段可调控激光雷达吸波器


[0001]本专利技术属于激光探测吸波器
，具体是涉及到一种双波段可调控激光雷达吸波器。

技术介绍

[0002]激光作为一种主动探测信号有许多优点，具有亮度高、方向性好、单色性好、相干性好等优点。激光技术的不断发展，在战场上的作用越来越重要，采用激光探测、制导技术的武器系统具有很高的精度，一旦目标被采用激光探测、制导技术的武器追踪到，生存的概率将会极小，因此发展激光探测技术具有重大的战略意义。
[0003]激光雷达是雷达应用中的重要设备，在目标探测领域发挥着重要作用。目前，1.06μm和10.6μm两个频段是激光雷达的主要频段，为保持激光前方的不可见性，需要同时有响应的双频吸收器，但是上述两个中心点1.06μm和10.6μm的频率比相差10倍太大，使得宽带无法同时覆盖这两个目标点。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种，结构简单，能实现在Ge2Sb2Te5非晶态状态下1.06μm和10.6μm两个工作波长上的完美吸收且同波长下非晶态和晶态吸收差异越大越好的可调控激光雷达吸波器。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下，一种双波段可调控激光雷达吸波器，包括由下至上依次设置的金属层、介质层和金属分形层，所述金属分形层包括多级自相似的多边形金属，相邻的两级所述多边形金属通过的顶点互相连接，所述金属层的上开设有狭缝腔。
[0006]优选的，所述金属分形层包括第一级正方形金属、第二级正方形金属和第三级正方形金属，所述第二级正方形金属与第一级正方形金属的相似比为2/3，第三级正方形金属与第一级正方形金属的相似比为1/3。
[0007]优选的，所述介质层包括由下至上依次设置的第一介质层、第二介质层和第三介质层。
[0008]优选的，所述第一介质层的为硅，第二介质层为Ge2Sb2Te5，第三介质层为氧化铝。
[0009]优选的，两个所述狭缝腔互相垂直设置。
[0010]优选的，所述狭缝腔包括狭缝和盒子，所述狭缝开设于金属层的顶面，狭缝的底部与盒子的顶部连通，狭缝和盒子内均用与第一介质层相同材料进行填充。
[0011]优选的，第一介质层的厚度为20
‑
25nm、第二介质层的厚度为15
‑
20nm和第三介质层的厚度为25
‑
30nm。
[0012]优选的，金属层和介质层均为边长为1100
‑
1200nm的正方形，第一级正方形金属的边长为155
‑
165nm。
[0013]优选的，金属层的厚度为290
‑
310nm，金属分形层的厚度为8
‑
12nm，狭缝的宽度为
85
‑
100nm，高度35
‑
45nm，盒子的宽度为420
‑
470nm，高度为220
‑
250nm。
[0014]优选的，所述金属层的中心、介质层的中心、金属分形层的中心和狭缝腔的中心位于同一条直线上。
[0015]本专利技术的有益效果是，结构简单，利用分形几何多尺度自相似的特性，由第一级多边形分形不断演化成第N级多边形，从相同的元素结构中产生多重共振谐振峰，金属层1上开设狭缝腔4形成亥姆霍兹谐振腔，再利用亥姆霍兹谐振腔主动选择所需要的频段，由于其对称结构，其具有广角吸收特性和偏振不敏感特性，能实现在1.06μm和10.6μm这两个频段共振频率点实现完美吸收，能解决1.06μm和10.6μm两个中心点的频率比相差10倍的问题；设计的理想吸收体金属分形层在激光探测、激光雷达、红外隐身领域具有潜在的应用价值。
附图说明
[0016]图1为本专利技术其中一实施例的结构示意图。
[0017]图2为图1所示的实施例的爆炸图。
[0018]图3为图1所示的金属分形层的结构示意图；其中，图3a为一级金属分形结构的示意图，图3b为二级金属分形结构的示意图，图3c为三级金属分形结构的示意图。
[0019]图4为图1所示的金属分形层的结构示意图。
[0020]图5为图1所示的介质层的结构示意图。
[0021]图6为图1所示的狭缝腔的结构示意图。
[0022]图7为本实施例的一级分形波长吸收情况图。
[0023]图8为本实施例的二级分形波长吸收情况图。
[0024]图9为本实施例的三级分形波长吸收情况图。
[0025]在图中，1、金属层；2、介质层；21、第一介质层；22、第二介质层；23、第三介质层；3、金属分形层；31、第一级正方形金属；32、第二级正方形金属；33、第三级正方形金属；4、狭缝腔；41、狭缝；42、盒子。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和具体实施例，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明：
[0027]请一并参阅图1
‑
5，本实施例提供的双波段可调控激光雷达吸波器，包括由下至上依次设置的金属层1、介质层2和金属分形层3，所述金属分形层3包括多级自相似的多边形金属，相邻的两级所述多边形金属通过的顶点互相连接，所述金属层1上开设有狭缝腔4。
[0028]利用分形几何多尺度自相似的特性，由第一级多边形分形不断演化成第N级多边形，从相同的元素结构中产生多重共振谐振峰，金属层1上开设狭缝腔4形成亥姆霍兹谐振腔，再利用亥姆霍兹谐振腔主动选择所需要的频段，结构简单，能实现在1.06μm和10.6μm这两个频段共振频率点实现完美吸收，能解决1.06μm和10.6μm两个中心点的频率比相差10倍的问题。
[0029]更具体的，所述金属分形层3包括第一级正方形金属31、第二级正方形金属32和第三级正方形金属33，所述第二级正方形金属32与第一级正方形金属31的相似比为2/3，第三级正方形金属33与第一级正方形金属31的相似比为1/3，从边长为L的第一级正方形金属31开始不断分形，二级分形是在第一级分形正方形金属2/3L比例上增加一个自相似的形状，
三级分形是在第一级分形正方形金属1/3L比例上继续增加，由此不断分支而成的1
‑
3级分形结构，该吸波体呈周期性结构排列，所有单元都具有相同尺寸、排列方向和相同的几何形状，且处在同一平面上，降低后期工艺制造的困难度，将分形技术和电磁理论相结合，利用分形几何的自相似性和空间填充性来实现天线的多频化和小型化。
[0030]更具体的，所述介质层2包括由下至上依次设置的第一介质层21、第二介质层22和第三介质层23，第一介质层21、第二介质层22和第三介质层23为不同材料。
[0031]更具体的，金属层1和金属分形层3均为Au，所述第一介质层21为硅，第二介质层22为Ge2Sb2Te5，第三介质层23为氧化铝；Ge2Sb2Te5材料能实现吸收在晶态和非晶态之间的可调控，在Ge2Sb2Te5非晶态状态时吸收超过99％。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双波段可调控激光雷达吸波器，其特征在于：包括由下至上依次设置的金属层(1)、介质层(2)和金属分形层(3)，所述金属分形层(3)包括多级自相似的多边形金属，相邻的两级所述多边形金属通过的顶点互相连接，所述金属层(1)的上开设有狭缝腔(4)。2.如权利要求1所述的双波段可调控激光雷达吸波器，其特征在于：所述金属分形层(3)包括第一级正方形金属(31)、第二级正方形金属(32)和第三级正方形金属(33)，所述第二级正方形金属(32)与第一级正方形金属(31)的相似比为2/3，第三级正方形金属(33)与第一级正方形金属(31)的相似比为1/3。3.如权利要求1或2所述的双波段可调控激光雷达吸波器，其特征在于：所述介质层(2)包括由下至上依次设置的第一介质层(21)、第二介质层(22)和第三介质层(23)。4.如权利要求3所述的双波段可调控激光雷达吸波器，其特征在于：如权利要求3所述的双波段可调控激光雷达吸波器，其特征在于：所述第一介质层(21)的为硅，第二介质层(22)为Ge2Sb2Te5，第三介质层(23)为氧化铝。5.如权利要求4所述的双波段可调控激光雷达吸波器，其特征在于：两个所述狭缝腔(4)互相垂直设置。6.如权利要求5所述的双波段可调控激光雷达吸波器，其特征在于：所述狭缝腔(4)包括狭缝(41)和盒子(42)，所述狭缝(41)开设于金属层(1)的顶面，狭缝(41)的底部与盒子的顶...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢桐，杨俊波，罗鸣宇，张振荣，陈丁博，徐艳红，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：