[实用新型]一种太阳帆

说明书

本实用新型提供了一种太阳帆，其中，该太阳帆包括：具有多个可调超透镜的可调超透镜阵列以及太阳帆本体；可调超透镜阵列设置于太阳帆本体靠近太阳的一侧表面，可调超透镜用于在施加不同电压的情况下，将入射的太阳光调制向沿不同的出射方向射出，生成作用于太阳帆本体的作用力；太阳帆本体用于支撑可调超透镜阵列。通过本实用新型实施例提供的太阳帆，不需要倾斜帆面便可改变其前进方向，该太阳帆整体结构简单；且可调超透镜体积小，重量轻，易于量产，可有效降低整个太阳帆的体积，重量和成本；此外，太阳帆本体可沿可调超透镜阵列中各个可调超透镜之间的缝隙折叠，以利于整体折叠打包从而安放进发射载具。

技术领域

本实用新型涉及航天技术领域，具体而言，涉及一种太阳帆。

背景技术

太阳帆航天器是一种利用太阳帆接收太阳光产生的压力从而实现前行的航天设备，例如，反射式太阳帆；该反射式太阳帆一般在接收太阳光的一侧采用反射金属涂层来吸收入射光子，通过将照射在该侧表面的太阳光反射回去，以对太阳帆产生反作用力，从而推动飞船前行；但这种反射式太阳帆需要倾斜帆面来改变前进方向，其整体结构复杂。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型实施例的目的在于提供一种太阳帆。

本实用新型实施例提供了一种太阳帆，包括：具有多个可调超透镜的可调超透镜阵列以及太阳帆本体；所述可调超透镜阵列设置于所述太阳帆本体靠近太阳的一侧表面，所述可调超透镜用于在施加不同电压的情况下，将入射的太阳光调制向沿不同的出射方向射出，生成作用于所述太阳帆本体的作用力；所述太阳帆本体用于支撑所述可调超透镜阵列。

可选地，可调超透镜包括：基底、纳米结构、相变材料层、第一电极层以及第二电极层；所述基底的一侧设置有多个所述纳米结构，所述第一电极层填充于所述纳米结构的周围，所述第一电极层的高度低于所述纳米结构的高度；所述相变材料层设置在所述第一电极层远离所述基底的一侧，且填充于所述纳米结构的周围，所述第一电极层与所述相变材料层的高度之和大于或等于所述纳米结构的高度；所述第二电极层设置于所述相变材料层远离所述基底的一侧；所述第一电极层以及所述第二电极层用于对所述相变材料层加载电压，所述相变材料层能够根据所加载的电压改变射入所述可调超透镜的太阳光的出射方向。

可选地，相变材料层的相变材料为锗锑碲。

可选地，第一电极层与所述第二电极层的材料为氧化铟锡。

可选地，可调超透镜包括多个阵列式排布的超结构单元，所述超结构单元为可密堆积图形，所述可密堆积图形的顶点和/或中心位置设置有所述纳米结构。

可选地，可调超透镜为反射式可调超透镜；所述可调超透镜的相位分布满足：其中，表示所述可调超透镜沿x方向的相位分布；θ_i表示所述入射的太阳光射向所述可调超透镜的入射角，θ_r表示沿所述出射方向射出的太阳光的反射角；k表示波数，且n₀表示所述可调超透镜对应的空间介质折射率，λ表示波长；表示常数相位。

可选地，可调超透镜为透射式可调超透镜；所述太阳帆本体在工作波段透明；所述可调超透镜的相位分布满足：其中，表示所述可调超透镜沿x方向的相位分布；θ_i表示所述入射的太阳光射向所述可调超透镜的入射角，θ_o表示沿所述出射方向射出的太阳光的折射角；k表示波数，且n₀表示所述可调超透镜对应的空间介质折射率，λ表示波长；表示常数相位。

可选地，可调超透镜阵列的个数至少为两个，且至少两个所述可调超透镜阵列层叠设置。

可选地，该太阳帆还包括：太阳能电池板，所述太阳能电池板设置于所述太阳帆本体远离所述可调超透镜阵列的一侧；所述太阳能电池板用于将所述可调超透镜阵列射出的太阳光转化为电能。

可选地，可调超透镜的工作波段包括：可见光波段和/或红外光波段。