[发明专利]微纳尺度近场能量输运调制系统

说明书

本发明提供了一种微纳尺度近场能量输运调制系统，包括调制器(2)、高温物体(1)以及低温物体(3)；所述高温物体(1)的温度高于所述低温物体(3)的温度；所述调制器(2)设置在高温物体(1)、低温物体(3)之间；所述微纳尺度近场能量输运调制系统，还包括基底(5)；所述高温物体(1)、低温物体(3)均沉积在基底(5)上；所述高温物体(1)、低温物体(3)构成二维或三维的周期性结构；所述调制器(2)构成光栅阵列。本发明提供的微纳尺度近场能量输运调制系统为二维、三维周期性结构组成的系统，与普通一维结构相比，不仅相关物理机制不同，而且可调度更大，可调控参量更多，能够实现更优的性能。

技术领域

本发明涉及调制系统，具体地，涉及微纳尺度近场能量输运调制系统。

背景技术

2012年发表在Physical review letters上的非专利文献Three-BodyAmplification of Photon Heat Tunneling提出了利用三个物体放大近场光子隧穿从而提高近场热辐射的思路，结构为三个平板结构。2016年发表在Physical Review B上的非专利文献：Hyperbolic waveguide for long-distance transport of near-field heatflux提出利用双曲波导传输近场热流至远场，其双曲波导所用的材料为一种虚构的没有耗损的双曲材料。

但以上非专利文献提出的皆为一维平板结构。

当前已有的技术方案主要是两个物体之间的近场热辐射传热，如平板与平板结构，两个光栅结构构成的物体近场热辐射系统，其传热量虽然超过普朗克黑体辐射定律，若想实现更高的传热量，高温物体和低温物体之间的距离要控制得特别小，并且依然低于近场热辐射传热的极限值。特别地，对于位置固定的高温物体和低温物体，其近场能量输运可调性较低，改变高温物体或低温物体的结构较为困难。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种微纳尺度近场能量输运调制系统。

根据本发明提供的一种微纳尺度近场能量输运调制系统，包括调制器、高温物体以及低温物体；

所述高温物体的温度高于所述低温物体的温度；

所述调制器设置在高温物体、低温物体之间；

所述微纳尺度近场能量输运调制系统，还包括基底；

所述高温物体、低温物体均沉积在基底上；

所述高温物体、低温物体由二维或三维的周期性结构构成；所述调制器由光栅阵列构成。

优选地，高温物体与调制器之间的距离d₁、调制器与低温物体之间的距离d₂均小于预设热波长；。

优选地，所述高温物体结构单元的数量、调制器结构单元的数量以及低温物体结构单元的数量均为多个。

优选地，所述高温物体结构单元的数量、低温物体结构单元的数量均与调制器结构单元的数量相同。

优选地，所述高温物体的厚度δ₁等于低温物体的厚度δ₃；

所述调制器的厚度δ₂小于高温物体的厚度δ₁。

优选地，所述高温物体的厚度δ₁为200nm至600nm之间。

优选地，所述调制器的厚度δ₂为100nm至500nm之间。

优选地，所述高温物体、调制器以及低温物体这三者的周期P为100nm至300nm之间；

所述高温物体与低温物体这两者的填充比均小于或等于调制器的填充比。