專利名稱:一種多波段兼容隱身復合結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種多波段兼容隱身技術，具體是一種利用二維復合結構調制的多波段兼容隱身復合結構。
背景技術：
隱身技術是利用一定的技術手段控制目標表面的熱輻射光譜特性使得目標不受探測系統的威脅。現代隱身技術主要包括雷達隱身技術、可見光隱身技術、激光隱身技術和紅外隱身技術等。多波段兼容隱身技術主要是實現可見光、紅外、激光、雷達等多個波段的隱身兼容。
多波段兼容隱身是隱身技術領域：
的熱點及難點問題。要實現可見光、紅外、激光兼容的多波段隱身必然要面對很多矛盾，每增加一個波段的兼容難度會大幅增加。紅外與激光隱身的矛盾是所有矛盾因素中最為顯著的，其難點在于在同一波段里主被動的復合。
目前，解決遠紅外8 14 μ m與激光10. 6 μ m的兼容問題的主要方法為光譜挖孔和利用動態熱輻射理論解決。利用光譜挖孔能夠實現非常好的紅外與激光兼容控制，但是這種方法仍存在一定的問題。對比文獻(時家明，一維摻雜光子晶體用于遠紅外與激光兼容隱身分析，紅外技術，2010)利用摻雜光子晶體薄膜通過疊加光子帶隙，得到了非常好的光譜兼容特性，實現了 8 14 μ m遠紅外隱身和I. 06 μ m或10. 6 μ m激光隱身的兼容，證明了這種一維摻雜光子晶體實現的“光譜挖孔”效果用于解決紅外與激光這一兼容難題的可行性。光譜挖孔在理論上具有可行性，但是在工藝實施上存在非常大的困難。
發明內容
本發明的目的在于提供一種多波段兼容隱身的結構，它能良好地實現可見光、中遠紅外、I. 06 μ m和10. 6 μ m激光等多波段的兼容隱身。
實現本發明目的的技術解決方案為一種多波段兼容隱身復合結構，包括Ag/ZnS膜系結構和SiC “蛾眼”結構，其中“蛾眼”結構復合于Ag/ZnS膜系結構之上。所述Ag/ZnS膜系結構由Ag膜層和ZnS膜層層層交替疊加構成。所述Ag/ZnS膜系結構的膜層數大于等于10層，Ag膜層厚度小于20nm，ZnS膜層厚度小于I μ m。所述SiC “蛾眼”結構為周期性排布在基底上的錐臺陣列結構，“蛾眼”結構的周期即相鄰錐臺之間的距離P=O. 8 8 μ m，錐臺的底面圓直徑D=O. 6 6 μ m,錐臺的頂面圓直徑d=0. 3 3 μ m,錐臺的深度H=6 60 μ m,錐臺的基底厚度B=O. 2 20 u nio
本發明與現有技術相比，其顯著優點(1)采用SiC “蛾眼”結構取代膜層，避免了膜系層數過多帶來的弊端；(2)采用兩種結構疊加的方式，具有更靈活的光譜控制特性；
(3)通過引入SiC “蛾眼”結構，解決了遠紅外與10. 6 μ m激光的矛盾，并且通過Ag/ZnS膜系結構與SiC “蛾眼”結構復合實現了可見光、中遠紅外、1.06 μ m和10. 6 μ m激光等多波段
的兼容。
圖I是根據本發明提出的“蛾眼”結構的示意圖。
圖2是根據本發明提出的多波段兼容隱身復合結構的示意圖。
圖3是根據本發明提出的多波段兼容隱身復合結構的光學特性圖，其中，a)整體光譜特性，b) 380nm-lIOOnm光譜特性。
具體實施方式
下面結合附圖詳細說明依據本發明提出的具體結構的特征及性能。
結合圖1，圖中周期性排布在基底上的錐臺陣列結構屬于典型的“蛾眼”結構，旨在利用“蛾眼”結構優異的減反性能實現10. 6 μ m激光的高吸收與遠紅外高反射的兼容，其中P表示“蛾眼”結構的周期(相鄰錐臺之間的距離)，P=O. 8^8 ( μ m) ;D表示錐臺的底面圓直徑，D=O. 6^6 ( μ m) ;d表示錐臺的頂面圓直徑，d=0. 3^3 ( μ m)出表示錐臺的深度，H=6 60 ( μ m) ; B表示錐臺的基底厚度，B=O. 2 20 ( μ m)。“蛾眼”結構的材料采用SiC極性材料，主要是從表面電磁波理論角度出發，利用SiC材料的材料參數及其色散關系的特殊性實現10. 6 μ m激光波段高吸收光譜調制。本發明采用電磁場仿真軟件CST優化設計“蛾眼”結構的特征尺寸，通過控制“蛾眼”結構的特征尺寸來實現靈活的光譜特性控制，從而很好地解決10. 6 μ m激光的高吸收與遠紅外高反射的矛盾兼容。
結合圖2，多波段兼容隱身復合結構由膜系結構和“蛾眼”結構兩部分組成，在膜系結構上面復合“蛾眼”結構，有效地解決了單一膜系結構膜層過多的難題。膜系結構是由銀(Ag)和硫化鋅(ZnS)兩種材料層層交替構成，其作用是實現可見光、激光I. 06 μ m和中遠紅外兼容，層數以及各膜層厚度通過現有膜系設計軟件TFC優化，得到大于10層的膜層數，銀膜層厚度小于20nm，ZnS膜層厚度小于I μ m的Ag/ZnS膜系結構。將SiC “蛾眼”結構復合于膜系結構之上，利用復合結構替代單一膜系結構，實現了可見光、中遠紅外、1.06 μ m和10. 6 μ m激光等多波段的兼容隱身。
例如，當“蛾眼”結構的周期Ρ=2 μ m,錐臺的底面圓直徑D=L 5 μ m，錐臺的頂面圓直徑d=l μ m,錐臺的深度Η=15 μ m，錐臺的基底厚度Β=2 μ m ; 14層膜系結構各膜層厚度由下向上分別為5. 47nm、39. 90nm、15. 49nm、56. 17nm、12. 68nm、65. 15nm、7. 50nm、64. 64nm、
4.77nm、92. 03nm、6. llnm、60. 83nm、10. 33nm、34. 54nm 時，光譜特性如圖 3 所示，可見光(O. 38 μ πΓθ· 78 μ m)平均透射率達到60%以上，中遠紅外(3 μ m 5 μ m和8 μ m 14 μ m)平均反射率達到90%以上，激光(I. 06 μ m和10. 6 μ m)吸收率達到90%以上，很好地實現了可見光、中遠紅外、I. 06 μ m和10. 6 μ m激光等多波段的兼容隱身。
權利要求
1.一種多波段兼容隱身復合結構，其特征在于包括Ag/ZnS膜系結構和SiC“蛾眼”結構，其中“蛾眼”結構復合于Ag/ZnS膜系結構之上。
2.根據權利要求
I所述的多波段兼容隱身復合結構，其特征在于所述Ag/ZnS膜系結構由Ag膜層和ZnS膜層層層交替疊加構成。
3.根據權利要求
I或2所述的多波段兼容隱身復合結構，其特征在于所述Ag/ZnS膜系結構的膜層數大于等于10層，Ag膜層厚度小于20nm，ZnS膜層厚度小于I μ m。
4.根據權利要求
I所述的多波段兼容隱身復合結構，其特征在干所述SiC“蛾眼”結構為周期性排布在基底上的錐臺陣列結構，“蛾眼”結構的周期即相鄰錐臺之間的距離P=O. 8^8 μ m，錐臺的底面圓直徑D=O. 6飛μ m，錐臺的頂面圓直徑d=0. 3^3 μ m，錐臺的深度H=6 60 μ m,錐臺的基底厚度B=O. 2 20 μ m。
專利摘要
本發明公開了一種多波段兼容隱身復合結構，包括Ag/ZnS膜系結構和SiC“蛾眼”結構，其中“蛾眼”結構復合于Ag/ZnS膜系結構之上，Ag/ZnS膜系結構由Ag膜層和ZnS膜層層層交替疊加構成。本發明能良好地實現可見光、中遠紅外、1.06μm和10.6μm激光等多波段的兼容隱身，具有靈活的光譜控制特性。
文檔編號F41H3/00GKCN102706220SQ201210200309
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月15日
發明者何雪梅, 宣益民, 李強, 王彬彬, 韓玉閣 申請人:南京理工大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan