一种具有可见光伪装功能的红外光谱调控器件制造技术

本发明专利技术涉及一种具有可见光伪装功能的红外光谱调控器件，由上层周期性图案贴片层(1)、下层衬底层(2)组成，所述的上层周期性图案贴片层(1)由5层方形贴片组成，由上至下分别为颜色层(a)、介质薄膜层(b)、金属薄膜层(c)、介质薄膜层(d)、金属薄膜层(e)。本发明专利技术可展现不同的外观颜色，实现可见光伪装功能；在红外探测波段3～5μm及8～14μm维持低发射率，降低目标的红外探测可能性；在5～8μm的高发射特性实现红外辐射散热功能，解决传统红外隐身器件热稳定差的问题；同时在8～12GHz波段实现微波高透射，可通过复合雷达吸波材料等可实现雷达隐身功能。隐身功能。隐身功能。

【技术实现步骤摘要】
一种具有可见光伪装功能的红外光谱调控器件


[0001]本专利技术属于多光谱隐身领域，具体涉及一种可见光伪装、红外选择性辐射器件。

技术介绍

[0002]随着探测技术的发展，现代战场将具备更加复杂多样的探测手段，军事目标的隐身技术也面临着更大的挑战。除可见光探测外，红外探测具有环境适应性好、隐蔽性好、抗干扰能力强等优点，因此也被广泛应用于军事探测。具有可见光伪装功能的红外隐身器件为多光谱隐身中的一种，可有效降低军事目标被可见光和红外探测器探测到的可能性，具备较大的应用前景。
[0003]可见光伪装是通过改变目标和背景之间的可见光反射光谱对比特征来降低自身被探测到的可能性。常见的措施为在目标表面涂敷与周围色彩相同的涂料或者加装伪装网，减少目标与背景之间色彩的差别，达到目标与背景难以区分的目的。而传统的红外隐身器件由于其在整个红外波段的低发射特性，无法满足红外光谱调控的设计需求，从而辐射散热能力较差，导致目标热稳定差的问题。考虑到复杂作战场景对多光谱隐身器件实际应用的需求，开展具有可见光伪装功能的红外光谱调控器件的研究具有重大战略意义：
[0004]1、专利CN115651443A“一种兼容可见光伪装性低红外发射率功能填料”描述了一种兼容可见光伪装性低红外发射率功能填料，该涂料可制备各种浅色涂层并且在8
‑
14μm波段的红外发射率小于0.4。
[0005]2、专利CN114179466A“隐身贴片”描述了一种由红外隐身层、雷达吸收层和可见光伪装层组成的贴片结构，采用贴片结构较好的解决了雷达隐身和红外隐身的矛盾性问题，具备较好的可见光、红外和雷达兼容隐身特性。
[0006]3、专利CN116200705A“一种兼容可见光和红外隐身涂层及其制备方法和应用”描述了一种周期性多层膜结构的涂层，可较好地实现可见光范围内的高吸收率和红外范围内的低发射率。
[0007]4、专利CN115421235A“一种红外辐射调控结构”描述了一种由介质薄膜层和金属薄膜层交替排列而成周期性图案结构，通过单元结构的周期尺寸以及几何参数合理设计可实现对特定红外波段辐射性能的完美调控。
[0008]专利CN115651443A和专利CN114179466A分别采用涂料和贴片结构实现多波段兼容隐身，但两者均采用红外低发射材料实现整个红外波段的低发射特性，因此目标的热辐射效率较差，导致实际温度急剧上升，从而增强了辐射能量，削弱了红外隐身性能。为了克服这一问题，多光谱隐身器件需要在特定的大气窗口(3
‑
5μm和8
‑
14μm)内具有较低的发射率以使其不可见，而在大气窗口外(5
‑
8μm)应具有较高的宽带发射率以进行辐射冷却，此波段内的红外辐射由于在大气中的衰减和吸收现象而无法被探测到，即器件应具备红外光谱调控能力。
[0009]专利CN116200705A、专利CN115421235A虽然利用多层膜系结构有效实现了红外光谱的调控，但由于金属薄膜层的存在使得器件具备微波高反射特性，导致雷达兼容隐身受
限。
[0010]综上，现有的多光谱隐身器件存在以下问题：
[0011]1、颜色伪装和红外隐身能力难以同时兼顾：传统的红外隐身器件其红外低发射层需要设置在目标表面，而颜色伪装会提高器件的表面红外发射率，两者性能无法同时兼顾。
[0012]2、器件热辐射调控能力差：现有红外隐身结构由于在整个中红外波段(3
‑
14μm)均具备较低的红外发射率，从而热辐射效率较差，会导致目标的实际温度急剧上升，暴露目标。并且红外隐身多用于高温物体，热辐射能力差会进一步提高物体表面温度，导致器件热稳定性差。
[0013]3、红外光谱调控与雷达透波难以同时兼顾：多层薄膜结构常用于红外光谱调控，但其中金属薄膜层的存在导致器件具备微波强反射特性，无法使雷达波透过薄膜结构进一步被吸波材料吸收，降低了器件的雷达隐身能力。

技术实现思路

[0014]本专利技术的目的在于克服
技术介绍
中所述的多光谱隐身技术的不足，特别是红外光谱调控和雷达透波难以兼容以及同时实现可见光伪装的问题，提出了一种由图案贴片层(1)、衬底层(2)组成的具有可见光伪装功能的红外光谱调控器件：器件表面不同的外观颜色可实现可见光伪装功能；在3
‑
5μm及8
‑
14μm红外探测波段减少红外发射率，降低热辐射信号，实现红外隐身功能；在5
‑
8μm红外非探测波段增加红外发射率，实现红外辐射散热功能；同时在8
‑
12GHz实现雷达波高透射特性，可通过附加雷达吸波材料进一步实现雷达兼容隐身。
[0015]本专利技术的目的是这样实现的：具有可见光伪装功能的红外光谱调控器件由上层周期性图案贴片层(1)和底层衬底(2)组成。
[0016]进一步，所述的上层周期性图案贴片层(1)由方形贴片组成，所述周期为50
‑
500μm，相邻方形贴片之间的间距为1
‑
10μm。方形贴片的总层数为5层，由上至下分别为颜色层(a)、介质薄膜层(b)、金属薄膜层(c)、介质薄膜层(d)、金属薄膜层(e)。
[0017]进一步，所述上层周期性图案贴片层(1)中的颜色层(a)材料选自硫化锌、硒化锌、二氧化钛中的任意一种。
[0018]进一步，所述上层周期性图案贴片层(1)中的介质薄膜层(b)、介质薄膜层(d)材料选自锗、氧化铝、氟化镁、氮化硅中的任意一种。
[0019]进一步，所述上层周期性图案贴片层(1)中的金属薄膜层(c)、金属薄膜层(e)为超薄掺杂金属；超薄掺杂金属中主要金属元素的原子浓度占比大于等于90％，掺杂金属元素的总原子浓度占比小于等于10％；超薄掺杂金属中主要金属元素为银，掺杂金属元素选自铝、铜、镍、铬、钽，或者是上述元素中任意两种或两种以上的混合。
[0020]进一步，所述上层周期性图案贴片层(1)中的颜色层(a)厚度d1为10
‑
200nm，介质薄膜层(b)厚度d2为300
‑
400nm，金属薄膜层(c)厚度d3为5
‑
15nm，介质薄膜层(d)厚度d4为400
‑
600nm，金属薄膜层(e)厚度d5为5
‑
50nm。
[0021]进一步，所述下层衬底(2)为介质材料硅、石英玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺中的任意一种。
[0022]进一步，所述下层衬底(2)厚度d6为100
‑
3000nm。
[0023]本专利技术的创新性和良好效果是：
[0024]本专利技术针对多光谱兼容隐身需求提供了不同可见光颜色外表伪装、降低了红外探测波段的红外辐射量、增强了红外非探测波段的红外辐射量，并且可对外来雷达信号产生强电磁透射，具体为，
[0025]1、由上层周期性图案贴片层(1)、下层衬底(2)组成的具有可见光伪装功能的红外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有可见光伪装功能的红外光谱调控器件由上层周期性图案贴片层(1)和下层衬底层(2)组成。2.如权利要求1所述的一种具有可见光伪装功能的红外光谱调控器件，其特征在于，所述的上层周期性图案贴片层(1)由方形贴片组成，所述周期p为50
‑
500μm，相邻方形贴片之间的间距w为1
‑
10μm。方形贴片的总层数为5层，由上至下分别为颜色层(a)、介质薄膜层(b)、金属薄膜层(c)、介质薄膜层(d)、金属薄膜层(e)。3.如权利要求1所述的一种具有可见光伪装功能的红外光谱调控器件，其特征在于，所述上层周期性图案贴片层(1)中的颜色层(a)材料选自硫化锌、硒化锌、二氧化钛中的任意一种。4.如权利要求1所述的一种具有可见光伪装功能的红外光谱调控器件，其特征在于，所述上层周期性图案贴片层(1)中的介质薄膜层(b)、介质薄膜层(d)材料选自锗、氧化铝、氟化镁、氮化硅中的任意一种。5.如权利要求1所述的一种具有可见光伪装功能的红外光谱调控器件，其特征在于，所述上层周期性图案贴片层(1)中的金属薄膜层(c)、金属薄膜层(e)为超薄掺杂金属；超薄掺...

【专利技术属性】
技术研发人员：王赫岩，陆振刚，耿文静，谭久彬，撖琳，张怡蕾，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：