双频域激光与多波段红外兼容的智能隐身复合薄膜材料制造技术

本发明专利技术公开了一种双频域激光与多波段红外兼容的智能隐身复合薄膜材料，属于多波段兼容智能隐身材料技术领域。结构为：[AB]

【技术实现步骤摘要】
双频域激光与多波段红外兼容的智能隐身复合薄膜材料


[0001]本专利技术涉及一种双频域激光与多波段红外兼容的智能隐身复合薄膜材料，属于多波段兼容智能隐身材料


技术介绍

[0002]现代战场上军事装备目标面临着空、天、地、海多维度的探测威胁环境，一旦被发现就难以摆脱被精准制导武器打击而摧毁的威胁。当前的探测与制导技术已经日益多样化，涉及雷达、激光、红外、可见光等多波段联合侦察与多模式制导，通过多源多维探测信息融合能确保以极高精度锁定并迅速摧毁目标。但当前的隐身技术存在功能单一、静态被动的局限性，大多只能较好地规避单一波段探测，对多种联合探测手段却无所遁形。因此，发展可见光、红外、激光及雷达波等多频谱兼容隐身防护体系是当今隐身领域的一个重要课题。
[0003]激光探测与制导波段主要为YAG激光器对应的1.06
ꢀµ
m、二氧化碳激光器对应的10.6
ꢀµ
m，这两个激光波长正好分别处于近红外与远红外两个红外窗口波段。面对激光这种主动探测方式时，要求隐身材料或结构对入射激光具有低反射率和高吸收率，从而大幅减小其回波功率。然而在面对红外这种被动探测方式时，却又希望隐身材料或结构对红外辐射具有高反射率和低发射率，从而有效地抑制红外辐射。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，成为了多频谱兼容隐身技术的“瓶颈”性难题。传统的激光隐身材料主要有氧化铟锡（ITO，In2O3:Sn），掺铝氧化锌（AZO，ZnO:Al）、氧化锌（ZnO）等掺杂半导体材料或稀土掺杂光谱转换材料，而红外隐身材料主要集中于金属薄膜、半导体掺杂膜、电介质/金属多层复合膜、类金刚石碳膜等低发射率涂料。传统的隐身材料始终难以调和这两种隐身原理之间的矛盾（即红外隐身要求材料具有高反射率，而激光隐身要求材料具有低反射率），无法实现激光与红外的兼容隐身。光子晶体、选择性吸收体等超构材料因为具有较好的光谱选择及红外辐射调控特性成为突破激光与红外兼容隐身的重要途径。
[0004]军事装备往往会涉及山地、草原、荒漠等多样化跨域作战场景，即使同地域场景的光电热磁目标特性也会随季节与时间的变化而变化。因此，军事装备若是采用静态隐身方法，难以对周边作战背景环境实现高度融合，极易在跨多域环境作战、全天时作战或机动作战过程中暴露。因此，可主动管控自身目标特性的智能隐身技术成为隐身
研究的另一个热点与难点。当前电致变发射率、相变吸热等自适应红外隐身技术在国内外隐身领域都受到了高度重视，但举步维艰，进展缓慢；而在激光的静态隐身材料技术方面尚未完全取得工程化应用的突破，在智能化隐身更是谈之甚少。
[0005]总之，现有的隐身技术存在功能单一、静态被动的局限性，大多只能较好地规避单一波段探测，无法同时应对现代高技术战争中多种联合探测手段，给装备的战场生存造成了重大危机。因此，综合利用超构材料与智能材料等前沿技术，开发具备光、热、电等多物理场驱动调控的多频谱兼容型智能隐身功能的特殊人造结构复合材料，具有非常重要的军事
应用价值。

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可光热电多场驱动的、双频域激光与多波段红外兼容的智能隐身复合薄膜材料，本专利技术利用对光、热、电等外部场环境刺激而易诱发物性变化的敏感材料设计出了一种特殊的人造光子晶体膜系结构材料，可发挥微纳结构与材料特性的协同效应，具备1.06 μm、10.6 μm双频域激光窄带“陷光”型低反射特征，以及近红外1～2.5 μm、中红外3～5 μm、远红外8～14 μm多波段红外宽域“禁带”型高反射特征。
[0007]本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种双频域激光与多波段红外兼容的智能隐身复合薄膜材料，其多层薄膜复合的基本结构为：[AB]k
T[AB]k
[CD]M[CD]或[CD]M[CD][AB]k
T[AB]k
，膜层排列系数k代表周期性交替排列的次数，取值为1或2；所述介质层T、介质层M的材料独立地选自过渡金属氧化物或多晶硅；所述介质层A、介质层B、介质层C、介质层D中至少有一层的材料选自卤化盐、过渡金属氧化物或多晶硅，其它层的材料独立地选自ZnS、ZnSe、PbTe、Al2O3、Te、Ge、SiO2、TiO2或Si3N4；所述介质层A、介质层B、介质层C、介质层D、介质层T、介质层M的折射率分别为n
A
、n
B
、n
C
、n
D
、n
T
、n
M
，所述介质层A、介质层B、介质层C、介质层D、介质层T、介质层M的厚度分别为d
A
、d
B
、d
C
、d
D
、d
T
、d
M
，具有以下关系：n
A
×
d
A
≈n
B
×
d
B
≈n
T
×
d
T
≈2650 nm，且n
c
×
d
c
≈n
D
×
d
D
≈n
M
×
d
M
≈265 nm。
[0008]进一步地，所述过渡金属氧化物选自Ti、V、Mo、W的氧化物，即：TiO2、V2O5、MoO3、WO3。
[0009]进一步地，所述卤化盐选自氯化银、氯化铜。所述卤化盐作为光敏材料，其中掺杂有少量的催化剂氧化铜，此为常规技术手段。
[0010]所述双频域激光与多波段红外兼容的智能隐身复合薄膜材料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、蒸发镀等技术逐层涂覆各介质层从而制备出该复合薄膜材料。所述基底选自ITO、氧化锡锑（ATO，Sn2O:Sb）等刚性导电基底，或低阻ITO
‑
PET等柔性导电基底。
[0011]本专利技术的双频域激光与多波段红外兼容的智能隐身复合薄膜材料，具备1.06 μm、10.6 μm双频域激光与近红外1～2.5 μm、中红外3～5 μm、远红外8～14 μm多波段红外的兼容隐身功能，突破了宽域红外隐身与跨域激光等关键性技术，可作为或用于制备红外与激光兼容隐身材料。本专利技术的新型隐身复合薄膜材料还具备光控、热控、电控及其复合控制等多样化调控方式的优势，使得智能隐身材料的红外光谱选择特性更加易于操控，可根据功能需求实时操控复合薄膜材料的激光反射率与红外发射率，使装备目标特性更好地高度适应战场复杂背景环境特性的动态变化，有利于躲避红外与激光的复合探测与制导模式，极大地提升了装备的战场伪装生存能力，具有非常重要的军事应用价值。
[0012]本专利技术的双频域激光与多波段红外兼容的智能隐身复合薄膜材料，是由两个含有掺杂缺陷膜层（T或M）的双异质光子晶体结构[AB]n
T[AB]n
与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双频域激光与多波段红外兼容的智能隐身复合薄膜材料，其特征在于，其基本结构为：[AB]
k
T[AB]
k
[CD]M[CD]或[CD]M[CD][AB]
k
T[AB]
k
，膜层排列系数k代表周期性交替排列的次数，取值为1或2；所述介质层T、介质层M的材料独立地选自过渡金属氧化物或多晶硅；所述介质层A、介质层B、介质层C、介质层D中至少有一层的材料选自卤化盐、过渡金属氧化物或多晶硅，其它层的材料独立地选自ZnS、ZnSe、PbTe、Al2O3、Te、Ge、SiO2、TiO2或Si3N4；所述介质层A、介质层B、介质层C、介质层D、介质层T、介质层M的折射率分别为n
A
、n
B
、n
C
、n
D
、n
T
、n
M
，所述介质层A、介质层B、介质层C、介质层D、介质层T、介质层M的厚度分别为d
A
、d
B
、d
C
、d
D
、d
T
、d
M
，具有以下关系：n
A
×
d
A
≈n
B
×
d
B
≈n
T
×
d
T
≈2650 nm，且n
c
×
d
c
≈n
D
×
d
D
≈n
M
×
d
M
≈265 nm。2.根据权利要求1所述的双频域激光与多波段红外兼容的智能隐身复合薄膜材料，其特征在于：所述过渡金属氧化物选自TiO2、V2O5、MoO3、WO3。3.根据权利要求1所述的双频域激光与多波段红外兼容的智能隐身复合薄膜材料，其特征在于：所述卤化盐选自氯化银、氯化铜。4.根据权利要求1所述的双频域激光与多波段红外兼容的智能隐身复合薄膜材料，其特征在于：结构为[AB...

【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，柏林冲，王文豪，许可俊，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：