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热辐射是自然界普遍存在的一种现象,实际物体红外辐射性能的调控对于发展隐身伪装、热能源利用和辐射致冷等新技术具有重要的研究价值。电磁共振结构对光的特性具有调控效应,将微结构引入自然材料是红外辐射性能调控的有效途径之一。本论文将微波经典的Salisbury screen吸波结构应用到中红外高频波段,实现了微结构调控的红外吸收和辐射特性。基于经典四分之一波长光腔的吸波原理,论文设计并制备了中红外波段的Salisbury screen多层膜结构,实验结果表明通过介质层厚度的变化,可以实现Salisbury screen多层膜结构红外辐射的波长位置以及带宽的灵活控制。研究结果对于发展红外辐射特性可变、制备工艺简单的人工结构材料具有研究价值。论文主要研究成果包括:(1)基于传输矩阵方法,建立了Salisbury screen多层膜结构的红外光学特性仿真模型,理论设计了红外辐射特性可变的Salisbury screen多层膜结构。所设计的Salisbury screen多层膜结构由300nm Cu、ZnSe介质层和6nm NiCr三层薄膜组成,其中ZnSe介质层厚度作为主要参数用来调控多层膜的红外吸收和辐射特性。仿真结果表明,当ZnSe介质层厚度从400nm逐步增加到900nm时,多层膜的吸收和辐射在4~10μm之间可任意变化;此外对于5.1μm特定波长,当ZnSe介质厚度为1/4、3/4和5/4波长时,多层膜的吸收和辐射带宽逐步变小,从中心波长的110.9%变为17.6%。(2)制备了Salisbury screen多层膜样品,实验实现了红外吸收和辐射的波长和带宽调控。根据理论设计和仿真结果,论文利用电子束薄膜沉积技术,制备了由薄膜厚度调控的Salisbury screen多层膜,其结构由300nm Cu、ZnSe介质层和6nm NiCr三层薄膜组成,其中ZnSe介质层厚度分别为400nm、500nm、760nm和900nm不同的值。红外光谱测试结果表明,当ZnSe介质层厚度从400nm增加到900nm时,多层膜的红外辐射波长从4.38μm变到9.398μm;而当ZnSe介质层厚度分别取500nm、1530nm、2550nm时,即为波长5.3μm的1/4、3/4和5/4时,多层膜的红外辐射波长固定在5.3μm不变,但是带宽逐步从中心波长的122.6%减小到18.5%。实验测试的由ZnSe介质层厚度调控的多层膜红外辐射特性与理论仿真结果基本吻合,表明Salisbury screen多层膜结构是实现红外辐射特性调控的一种简便而有效的方法。