激光与中远红外兼容隐身膜系结构制造技术

本发明专利技术公开了一种激光与中远红外兼容隐身膜系结构，属于多波段兼容隐身材料技术领域。是在掺杂态光子晶体膜系结构A/B/T/A/B中插入金属反射薄膜层M(1)与金属反射薄膜层M(2)而形成的，其基本结构为以下4种之一：

【技术实现步骤摘要】
激光与中远红外兼容隐身膜系结构


[0001]本专利技术涉及一种利用F
‑
P干涉与光子局域协同效应的10.6
ꢀµ
m激光与中远红外兼容隐身膜系结构，属于多波段兼容隐身材料


技术介绍

[0002]现代战场上的探测与制导技术已经日益多样化，雷达、激光、红外和可见光等多波段先进军事侦察设备均被联合应用，尤其是光学侦察、红外被动探测与激光主动探测已经形成多模式复合制导方式，被广泛应用于导弹等精确制导的非对称致命打击武器，其中10.6
ꢀµ
m二氧化碳激光器、3～5
ꢀµ
m与8～14
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m红外窗口探测器等应用十分普遍。
[0003]传统的隐身技术存在功能单一的局限性，只能较好地规避单一探测方式，对于多模式联合探测手段无能为力，在未来信息化战争中的生存能力面临重大危机隐患。因此，发展激光与红外兼容的多频谱隐身技术已经成为一个重要课题，以规避多源探测的高精度锁定与摧毁打击，提升军事装备的战场生存能力与突防能力。
[0004]传统的激光隐身手段通常采用稀土、半导体、等离子、导电聚合物等强吸收材料的涂敷，以期望对激光波段的反射率能降至最低水平。传统的红外隐身手段主要依赖于金属填料、半导体填料、电介质/金属多层复合膜、类金刚石碳膜等低发射率涂层技术，以期望对热红外光波具备高反射率，以减小红外热吸收，实现红外低发射率效果。然而，10.6
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m激光频域正处于8～14
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m远红外窗口波段区间，若要实现对被动式红外探测与主动式激光探测两者的兼容隐身，就必须同时提高材料的红外反射率和降低激光波长处的反射率，这两种隐身原理在某种意义上相互矛盾，很难被传统的隐身材料所实现。随着激光与红外在探测与制导中扮演着日益重要的关键角色，实现10.6
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m激光频域与中远红外的兼容隐身材料技术是迫在眉睫的事情。
[0005]随着光子晶体、超构吸波体、F
‑
P干涉腔、D
‑
M
‑
D（介质
‑
金属
‑
介质）结构等微结构被逐步发现具有较好的电磁波选择性操控特性，已经在解决红外辐射选择性调控领域倍受重视，并在多频谱兼容隐身领域获得较好的突破性发展。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术，本专利技术提供了一种激光与中远红外兼容隐身膜系结构。本专利技术利用F
‑
P腔干涉（Fabry
‑
Perot，法布里
‑
珀罗）与掺杂态光子晶体的组合，设计了新型特定构型的多层结构薄膜材料，协同发挥F
‑
P腔相消干涉、光子禁带、光子局域的综合效应，实现了10.6
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m激光与3～5
µ
m、8～14
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m中远红外兼容的多波段隐身功能，有利于提升战场装备的隐身伪装与突防能力，是战斗力生成的“增倍器”。
[0007]本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种激光与中远红外兼容隐身膜系结构，是在掺杂态光子晶体膜系结构A/B/T/A/B中插入金属反射薄膜层M(1)与金属反射薄膜层M(2)而形成的，其基本结构为以下4种之一：
①
A/B/T/A/M(1)/B/M(2)；
②
A/B/T/M(1)/A/B/M(2)；
③
A/B/M(1)/T/A/B/M(2)；
④
A/M(1)/B/T/A/B/M(2)；其中，介质层A、介质层B、介质层T的材料独立地选自ZnS、ZnO、ZnSe、Al2O3、SiO2、TiO2；金属反射薄膜层M(1)、金属反射薄膜层M(2)的材料独立地选自Ag、Au、Al，起到F
‑
P腔双侧强反射镜效应；介质层A、介质层B、介质层T在10.6
ꢀµ
m处的折射率分别为n
A
、n
B
、n
T
，介质层A、介质层B、介质层T的厚度分别为d
A
、d
B
、d
T
，具有以下关系：n
A
×
d
A
≈n
B
×
d
B
≈n
T
×
d
T
≈（2650
±
Δ）nm，Δ为误差纠正补偿量，且75≤Δ≤300，对于结构
①
、
③
，取
“‑”
，对于结构
②
、
④
，取“+”；金属反射薄膜层M(1)、金属反射薄膜层M(2)的厚度均为5～25 nm。
[0008]所述激光与中远红外兼容隐身膜系结构在作为或制备红外与激光兼容隐身材料中的应用。具体应用时，可在基底表面采用原子层沉积、磁控溅射、蒸发镀等先进微纳制造技术逐层涂覆各介质层和金属反射薄膜层，从而高精度地制备出该膜系结构。所述基底选自氧化铟锡（ITO）、氧化锡锑（ATO）、石英、PET等。
[0009]本专利技术的激光与中远红外兼容隐身膜系结构，利用F
‑
P干涉与光子局域协同效应，通过在掺杂态光子晶体膜系结构A/B/T/A/B中插入两金属反射薄膜层M(1)与M(2)，构成了4种膜系结构样式，取得了以下有益效果：1、利用光子晶体的“光子禁带”效应与金属薄膜强反射作用，形成3～5
ꢀµ
m、8～14
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m中远红外窗口波段的高反射特征；2、运用掺杂态光子晶体的“光子局域”效应与非对称F
‑
P干涉效应协同作用，在10.6
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m激光频域处实现“光谱挖孔”，形成低反射“陷光”现象，从而实现了10.6
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m激光与中远红外兼容隐身效果。
[0010]本专利技术的激光与中远红外兼容隐身膜系结构，通过在掺杂态光子晶体的基础结构上插入金属反射薄膜，巧妙地利用了非对称F
‑
P干涉效应与光子局域效应的协同综合作用，与单纯的F
‑
P腔干涉与光子晶体缺陷态相比，在10.6
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m激光频域处具有更低的反射率与更窄频带的“光谱挖孔”豁口宽度，能达成激光与红外兼容隐身的完美结合，同时其排列简单的膜系结构具有较好的可制造加工特点。
[0011]本专利技术使用的各种术语和短语具有本领域技术人员公知的一般含义。
附图说明
[0012]图1：基本结构
①
的结构示意图。
[0013]图2：基本结构
②
的结构示意图。
[0014]图3：基本结构
③
的结构示意图。
[0015]图4：基本结构
④
的结构示意图。
[0016]图5：反射光谱特性示意图（修正前）。
[0017]图6：远红外波段反射光谱特性示意本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光与中远红外兼容隐身膜系结构，其特征在于：是在掺杂态光子晶体膜系结构A/B/T/A/B中插入金属反射薄膜层M(1)与金属反射薄膜层M(2)而形成的，其基本结构为以下4种之一：
①
A/B/T/A/M(1)/B/M(2)；
②
A/B/T/M(1)/A/B/M(2)；
③
A/B/M(1)/T/A/B/M(2)；
④
A/M(1)/B/T/A/B/M(2)；其中，介质层A、介质层B、介质层T的材料独立地选自ZnS、ZnO、ZnSe、Al2O3、SiO2、TiO2；金属反射薄膜层M(1)、金属反射薄膜层M(2)的材料独立地选自Ag、Au、Al；介质层A、介质层B、介质层T在10.6
ꢀµ
m处的折射率分别为n
A
、n
B
、n
T
，介质层A、介质层B、介质层T的厚度分别为d
A
、d
B
、d
T
，具有以下关系：n
A
×
d
A
≈n
B
×
d
B
≈n
T
×
d
T
≈（2650
±
Δ）nm，Δ为误差纠正补偿量，且75≤Δ≤300，对于结构
①
、
③
，取
“‑”
，对于结构
②
、
④
，取“+”；金属反射薄膜层M(1)、金属反射薄膜层M(2)的厚度均为5～25 nm。2.根据权利要求1所述的激光与中远红外兼容隐身膜系结构，其特征在于：基本结构为
①
A/B/T/A/M(1)/B/M(2)；介质层A、介质层T的材料均为硒化锌，在10.6
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m处的折射率为2.4；介质层B的材料为二氧化钛，在10.6
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m处的折射率为1.18；介质层...

【专利技术属性】
技术研发人员：王龙，汪刘应，刘顾，葛超群，唐修检，许可俊，王文豪，王伟超，胡灵杰，
申请(专利权)人：中国人民解放军火箭军工程大学，
类型：发明
国别省市：