[发明专利]双面部分随机纳米氧化铝孔吸波器件

说明书

一种实现可见光波段高效吸波的双面部分随机纳米氧化铝孔吸波器件。该吸波器件为纳米氧化铝孔随机阵列‑铝金属层‑纳米氧化铝孔随机阵列的三层双面纳米氧化铝孔结构，纳米氧化铝孔基本以六角形排布，但孔的尺寸以及相邻孔的中心距离具有一定的随机变化，纳米孔半径呈正态分布，半径期望为μ_r，标准差为σ_r，相邻纳米孔的中心距离呈正态分布，中心距离期望为μ_a，标准差为σ_a，纳米孔层厚度为d₁，铝层厚度为d₂。该结构可实现高反射损耗、低反射效率、极低透射效率的可见光波段高效吸波。该器件可通过二次氧化法实现大规模制备，改变溶液种类、浓度、温度、外加电压强度可实现对随机参数的调控。本发明在隐身材料、电磁兼容等领域有重要的应用价值。

技术领域

本发明属于微纳米光学领域，涉及光场调控、电化学腐蚀，特别是一种可实现高反射损耗、低反射效率、极低透射效率的可见光波段高效吸波的双面部分随机纳米氧化铝孔吸波器件。

背景技术

在周期结构(例如光子晶体或光栅)中引入非序列特性可以产生一些诸如强吸收、增强透射、结构色等特殊的光学性质。铝板的阳极氧化会产生几微米厚的氧化铝层，其中包括本质上垂直于基板的圆柱形纳米孔，表面孔隙分布呈近于六角形排列的近距离排列。由于光学干扰，肉眼观察次纳米孔阵列可见光谱中出现明亮的镜面反射色。而采用化学腐蚀方法，通过降低薄膜厚度和增加孔径，可实现进一步调控该复合层的反射、透射特性。

随着部队信息化水平的提高，武器装备的隐身能力的要求也越来越高。隐身材料能吸收和衰减入射的特定波段的电磁波，从而实现隐身功能。这不仅要求隐身材料具有较强的吸波能力，还要求吸波器件具有较高的小型化、集成化特性，以及大规模制备的可行性。所以，多孔材料被认为是吸波材料的最佳选择之一。

综上，我们提出一种实现可见光波段高效吸波的双面部分随机纳米氧化铝孔吸波器件。该吸波器件为纳米氧化铝孔随机阵列-铝金属层-纳米氧化铝孔随机阵列的三层双面纳米氧化铝孔结构，纳米氧化铝孔基本以六角形排布，但孔的尺寸以及相邻孔的中心距离具有一定的随机变化。该结构可实现高反射损耗、低反射效率、极低透射效率的可见光波段高效吸波，不仅满足现代光学吸波器件小型化、集成化的需求，同时二次氧化技术也大大提高大规模制备的可行性，且改变溶液种类、浓度、温度、外加电压强度可实现对随机参数的调控。本发明在隐身材料、电磁兼容等领域有重要的应用价值。

发明内容

本发明提供了一种可实现高反射损耗、低反射效率、极低透射效率的可见光波段高效吸波的双面部分随机纳米氧化铝孔吸波器件。该吸波器件为纳米氧化铝孔随机阵列-铝金属层-纳米氧化铝孔随机阵列的三层双面纳米氧化铝孔结构，纳米氧化铝孔基本以六角形排布，但孔的尺寸以及相邻孔的中心距离具有一定的随机变化，纳米孔半径呈正态分布，半径期望为μ_r，标准差为σ_r，相邻纳米孔的中心距离呈正态分布，中心距离期望为μ_a，标准差为σ_a，纳米孔层厚度为d₁，铝金属层厚度为d₂。

双面纳米氧化铝孔结构可实现高反射损耗、低反射效率、极低透射效率的可见光波段高效吸波，该器件可通过二次氧化法实现大规模制备，先对高纯度的铝进行退火，再进行电化学抛光，之后将已经抛光的铝放进盛有酸的电化学池中，在一定的溶液条件下选择适当的电压和温度，进行第一次阳极氧化，形成不规则但底部为规则六边形分布的多孔氧化铝，接下来移除形成的多孔氧化层，在铝基底上留下规则的刻蚀结构，进行第二次阳极氧化，形成规则的多孔氧化铝，改变溶液种类、浓度、温度、外加电压强度可实现对随机参数的调控。本发明在隐身材料、电磁兼容等领域有重要的应用价值。

本发明的优点和积极效果：