電子薄膜與集成器件國家重點實驗室在紅外隱身結(jié)構(gòu)研究方面取得重要進(jìn)展

高透低耗和高吸收紅外材料是實現(xiàn)紅外信號傳輸和熱輻射控制的物質(zhì)基礎(chǔ)，成為紅外隱身設(shè)計的關(guān)鍵材料。周期結(jié)構(gòu)通過結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠獲得獨特的電磁諧振響應(yīng)，形成新型隱身結(jié)構(gòu)材料。

圖1 紅外透波結(jié)構(gòu)單元(a)和吸波結(jié)構(gòu)單元(b)示意圖:(a)復(fù)合單元由兩層中心方環(huán)結(jié)構(gòu)及邊緣漁網(wǎng)結(jié)構(gòu)構(gòu)成;(b)圓片單元由兩層金屬－介質(zhì)－金屬三明治結(jié)構(gòu)重疊而成

電子科技大學(xué)國家電磁輻射控制材料工程技術(shù)研究中心、電子薄膜與集成器件國家重點實驗室鄧龍江教授研究團(tuán)隊，發(fā)展了一類利用三維多電磁諧振使紅外結(jié)構(gòu)實現(xiàn)“極化不敏感、寬帶、高性能”匹配設(shè)計的新機理和新方法，提出了系列紅外負(fù)折射透波、寬帶吸波結(jié)構(gòu)，研究成果近期發(fā)表在《Optics Express》(2012，20:25 744)和《Optics Letts》(2013，38:1 125)。

圖2 紅外負(fù)折射透波結(jié)構(gòu)的傳播常數(shù)幅值(a)、相位(b)、折射率(c)和吸收損耗率(d)紅外圖譜:其中吸收損耗率定義為負(fù)折射率實部(－n)與虛部(κ)的比值

圖3 紅外吸波結(jié)構(gòu)吸收率的仿真(a)和實驗(b)圖譜:其中樣品A為雙層結(jié)構(gòu)，B為Al2O3單層結(jié)構(gòu)，C為ZnSe單層結(jié)構(gòu)，D為將ZnSe換為ZnS的雙層結(jié)構(gòu)

研究的紅外透波結(jié)構(gòu)通過電諧振和磁諧振單元的耦合來調(diào)制阻抗匹配特性，實現(xiàn)了極化不敏感負(fù)折射率，其高透低耗性能較同類報道數(shù)據(jù)明顯提高，并且提出了一種磁諧振積分分析法，被審稿人評價為提出了一類新型紅外負(fù)折射透波材料。研究的紅外吸波結(jié)構(gòu)利用層間多諧振和金屬表面等離子激元(SPPs)獲得了無損失的吸收疊加效應(yīng)，是一種高效的寬帶吸波設(shè)計方法。下一步，鄧龍江教授研究團(tuán)隊將針對以上結(jié)構(gòu)對紅外熱輻射能量的引導(dǎo)開展研究。