[发明专利]一种多波段兼容散热功能性红外隐身材料

说明书

本发明公开了一种多波段兼容散热功能性红外隐身材料，包括红外与可见光波段的光学薄膜结构和适用于微波的金属‑损耗导电层‑金属的超表面结构，其满足：3‑5μm波段的反射率在0.8以上；8‑14μm波段的反射率在0.8以上；10.6μm波段的吸收率在0.8以上；5‑8μm波段的吸收率在0.5以上；微波X波段的吸收率在0.8以上。本发明利用红外DBR的高反射特性实现了红外大气窗口波段的隐身并利用表层减反膜实现了可变的颜色。实现了在X波段的高吸收。同时微波超表面结构具有较小的厚度与单位面积重量，可以有效的避免由于隐身材料带来的额外重量负担。

技术领域

本发明涉及一种具有散热功能的，兼容可见光、中红外、激光以及微波的多波段隐身材料，是一种基于光学薄膜结构以及微波超表面结构的新型隐身材料。

背景技术

在军事雷达探测技术日益成熟的前提下，针对不同探测雷达而采用的隐身技术成为了军事目标提高战场生存能力的重要手段。在传统的军事目标的隐身技术中，主要强调对于微波雷达，主要是X波段(8-12GHz)的微波辐射的高吸收性质。而探测手段的不断更新，收集红外大气窗口(3-5μm、8-14μm)物体热辐射的红外热像仪、红外追踪导弹，采用高功率二氧化碳激光器(波长为10.6μm)的主动式激光雷达，以及位于可见光波段的光学成像，都对于传统的微波隐身材料覆盖下的军事目标造成了新的威胁。

面对结合不同电磁波段的探测技术，现有的研究主要实现了红外热辐射和微波兼容的隐身材料，或者是可见光和红外热辐射兼容的隐身材料。实现覆盖微波、红外热辐射、激光以及可见光的多波段隐身材料则需要探索。

发明内容

本发明针对现有隐身材料和隐身技术中存在的的缺点与不足，提出了一种结合适用于红外与可见光波段的光学薄膜结构和适用于微波的金属-损耗导电层-金属的超表面结构的多波段隐身材料，实现了在红外大气窗口(3-5μm、8-14μm)的低辐射、二氧化碳激光器波长下的低反射、可见光波段用于光学伪装的颜色以及微波X波段(8-12GHz)的高效吸收。并且，在红外非大气窗口波段同时也是非探测波段(5-8μm)，实现高辐射以实现热辐射辅助散热的功能。

一种多波段兼容散热功能性红外隐身材料，包括红外与可见光波段的光学薄膜结构和适用于微波的金属-损耗导电层-金属的超表面结构，其满足：

对波长为3-5μm波段的光的反射率在0.8以上；

对波长为8-14μm波段的光的反射率在0.8以上；

对波长为10.6μm波段的光的吸收率在0.8以上；

对波长为5-8μm波段的光的吸收率在0.5以上；

对微波X波段的吸收率在0.8以上。

本发明结合适用于红外与可见光波段的光学薄膜结构和适用于微波的金属-损耗导电层-金属的超表面结构的多波段隐身材料，实现了在红外大气窗口(3-5μm、8-14μm)的低辐射、二氧化碳激光器波长下的低反射、可见光波段用于光学伪装的颜色以及微波X波段(8-12GHz)的高效吸收。

作为优选，所述红外与可见光波段的光学薄膜结构由衬底、红外光波段膜层和可见光波段膜层；所述红外光波段膜层由依次交替沉淀在衬底上的高、低折射率材料薄膜层组成，最内层和最外层均为高折射率材料膜层；所述可见光波段膜层为低折射率材料薄膜层，其厚度远小于λ₁/(4n₁)，其中n₁为该膜层材料的折射率，λ₁为中红外光波长，一般为3-14μm。作为优选，所述可见光波段膜层的厚度为1-30nm。

作为一种具体的优选方案，所述多波段兼容散热功能性红外隐身材料中的适用于红外与可见光波段的光学薄膜结构基于二氧化硅或其他红外吸收基底，在基底上沉积锗-硫化锌薄膜膜系，中红外波段功能基于分布式Bragg反射器，可见光基于表面单层硫化锌在锗上形成的减反膜结构。