電子薄膜與集成器件國家重點實驗室在紅外隱身結構研究方面取得重要進展

高透低耗和高吸收紅外材料是實現紅外信號傳輸和熱輻射控制的物質基礎，成為紅外隱身設計的關鍵材料。周期結構通過結構設計能夠獲得獨特的電磁諧振響應，形成新型隱身結構材料。

圖1 紅外透波結構單元(a)和吸波結構單元(b)示意圖:(a)復合單元由兩層中心方環結構及邊緣漁網結構構成;(b)圓片單元由兩層金屬－介質－金屬三明治結構重疊而成

電子科技大學國家電磁輻射控制材料工程技術研究中心、電子薄膜與集成器件國家重點實驗室鄧龍江教授研究團隊，發展了一類利用三維多電磁諧振使紅外結構實現“極化不敏感、寬帶、高性能”匹配設計的新機理和新方法，提出了系列紅外負折射透波、寬帶吸波結構，研究成果近期發表在《Optics Express》(2012，20:25 744)和《Optics Letts》(2013，38:1 125)。

圖2 紅外負折射透波結構的傳播常數幅值(a)、相位(b)、折射率(c)和吸收損耗率(d)紅外圖譜:其中吸收損耗率定義為負折射率實部(－n)與虛部(κ)的比值

圖3 紅外吸波結構吸收率的仿真(a)和實驗(b)圖譜:其中樣品A為雙層結構，B為Al2O3單層結構，C為ZnSe單層結構，D為將ZnSe換為ZnS的雙層結構

研究的紅外透波結構通過電諧振和磁諧振單元的耦合來調制阻抗匹配特性，實現了極化不敏感負折射率，其高透低耗性能較同類報道數據明顯提高，并且提出了一種磁諧振積分分析法，被審稿人評價為提出了一類新型紅外負折射透波材料。研究的紅外吸波結構利用層間多諧振和金屬表面等離子激元(SPPs)獲得了無損失的吸收疊加效應，是一種高效的寬帶吸波設計方法。下一步，鄧龍江教授研究團隊將針對以上結構對紅外熱輻射能量的引導開展研究。