光学透明红外与雷达兼容隐身复合超表面

基于透明导电材料氧化铟锡(ITO)、高透光的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),设计并实现了光学透明超宽带雷达与红外兼容隐身的复合超表面。该结构由两个专门设计的光学透明超表面组成,由内到外依次为雷达吸波层、红外低发射层。通过调节谐振器尺寸和ITO的方阻实现了微波段8.0~32.0 GHz频带内吸收率高于90%的宽带吸波。利用高ITO占空比的容性频率选择表面,实现了微波段高透过率与红外波段低发射率,并进一步研究了其红外辐射特性。该结构具备较好的超宽频雷达吸波性能、低红外发射率与光学透明特性。     

ITO导电薄膜透明图案对比度增强方法

铟锡氧化物(Indium Tin Oxide,ITO)导电层是触控显示技术的绝对定位元件,为保障定位的灵敏性和准确性,需对导电层表面缺陷进行质量检测.本文针对导电层透明区域机器视觉自动检测存在的问题,提出了图案对比度增强的方法.该方法首先利用ITO材料的光谱属性及其表面光学特性,设计出用于ITO导电层检测的近红外同轴光照明,将图像对比度从零提高到4.5%.在通过光学方法实现了对比度从无到有的转变后,充分利用数字图像预处理的优势,结合基于小波变换的非线性增强方法,最终成功将对比度提高至16%,为后续ITO导电层缺陷的分析和识别提供了良好保障.     

ITO导电膜红外发射率理论研究

根据红外辐射理论和薄膜光学原理计算了高品质ITO(indium tin oxide)导电膜的红外发射 率,其理论曲线与实测曲线基本符合. 并得出方块电阻小于30Ω时,ITO膜在红外波段8—14μ m的平均红外发射率理论值小于0.1.实际制备方块电阻小于10Ω的ITO膜具有优良的红外隐身 性能. 讨论了高品质ITO膜具有低红外发射率的物理机理,并提出了低红外发射率临界方块电 阻值,这有利於理论研究和工艺制备红外隐身ITO膜. 关键词： 红外发射率 ITO薄膜 理论计算 方块电阻     

MESAR舰载相控阵雷达温度场及红外辐出度研究

目标与环境红外辐射特性的研究是目标与环境特性研究领域中的重要课题。本文采用区域分解法和蒙特卡罗法计算了英国的MESAR(Multifunction Electronically Scanned Adaptive Radar)型多功能相控阵雷达各种工况下的雷达稳态及关机时的瞬态三维温度场和红外辐射出射度。研究结果为保证舰载相控阵雷达的各组件的温度环境的一致性和相控阵雷达的正常工作、在特定环境下使红外信号消减和减少舰载雷达甚至舰艇受到攻击的可能提供理论依据。     

半透明介质表面红外测温的辐射传输模拟

考虑不透明漫射基底的反射/发射和半透明介质层的吸收/发射,建立半透明介质层表面红外测温过程的辐射传输模型,采用反向蒙特卡罗法进行模拟,获得探测表面在热像仪的指示辐射温度。与不透明表面红外测温进行比较,分析表面形状、基底发射率ε_s及介质层光学厚度τ的影响。结果表明,半透明介质层表面的指示辐射温度在ε_s1.0时,随τ的增大而增大,τ≥2时数值趋于ε_s=1.0时的结果,与不透明表面存在较大差异;针对复杂形状或内凹曲面红外测温,不透明表面和半透明介质层表面均受到反射其他部位辐射现象的影响。     

有ITO透明导电膜的平面分层介质系统的电磁波性能理论研究

理论研究了有ITO(indium tin oxide)透明导电膜的多层平面分层介质系统的电磁性能，给出的理论曲线和实测曲线符合很好.多层平面分层介质系统的电磁性能与ITO膜(方块电阻为8Ω)所在界面位置和平面分层介质系统层数及各层厚度等有关.优化设计了一种含有ITO透明导电膜的厚度仅7.35mm的四层平面分层介质系统，其在8—18GHz频段内电磁波反射性能很好.作为多层平面分层系统中的ITO导电膜，其方块电阻应低于30Ω，并且越小，其反射性能越好. 关键词： 多层平面介质系统 电磁性能 ITO透明导电膜     

具有石墨烯/铟锑氧化物复合透明电极的GaN发光二极管

近年来,石墨烯材料由于优异的光电性能获得了广泛关注,并应用于发光二极管的透明电极以取代昂贵的铟锑氧化物(indium tin oxide, ITO)透明电极,但由于石墨烯与p-GaN功函数不匹配,二者很难形成好的欧姆接触,因而造成器件电流扩展差和电压高等问题.本文将ITO薄层作为石墨烯透明电极与p-Ga N间的插入层,以改善石墨烯与p-Ga N层的欧姆接触.所制备的石墨烯透明电极的方块电阻为252.6?/□,石墨烯/ITO复合透明电极的方块电阻为70.1?/□;石墨烯透明电极与p-Ga N层的比接触电阻率为1.92×10~(–2) ?cm~2,ITO插入之后,其比接触电阻率降低为1.01×10~(–4) ?cm~2;基于石墨烯透明电极的发光二极管(light emitting diode, LED),在20 m A注入电流下,正向电压为4.84 V,而石墨烯/ITO复合透明电极LED正向电压降低至2.80 V,且光输出功率得到提高.这归因于石墨烯/ITO复合透明电极与p-Ga N界面处势垒高度的降低,进而改善了欧姆接触;另外,方块电阻的降低,使得电流扩展均匀性也得到了提高.所采用的复合透明电极减少了ITO的用量,得到了良好的欧姆接触,为LED透明电极提供了一种可行方案.     

共享孔径人工电磁媒质设计及其在高增益低雷达散射截面天线中的应用

提出了一种具有部分反射特性和吸波特性的共享孔径人工电磁媒质(shared aperture metamaterial, SA-MTM).该媒质由上层斜十字金属图案加载集总电阻的吸波表面、下层开条带缝隙金属面的部分反射表面以及中间介质层构成, 吸波表面和部分反射表面在垂直维度上共享了一个物理孔径使该媒质同时实现了吸波特性和部分反射特性.将SA-MTM与天线一体化设计, 利用SA-MTM的部分反射表面和天线表面构成的法布里-珀罗(Fabry-Perot, F-P)谐振腔提升天线的增益, 利用SA-MTM的吸波表面吸收入射电磁波实现低雷达散射截面(radar section cross, RCS)天线的设计.仿真和实验结果表明, SA-MTM 的加载使天线的前向增益在5.57–5.94 GHz 的工作带宽范围内都提升了3 dB以上, 且天线的后向RCS在2–9 GHz范围内都有明显的减缩.该研究成果克服了天线辐射性能和散射性能无法兼顾的矛盾, 对高增益低RCS天线的设计具有重要的指导意义.     

柔性有机电致发光器件导电基板的工艺性能

在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)柔性衬底上采用直流磁控溅射技术制备了氧化铟锡(ITO)透明导电薄膜,研究了衬底温度、溅射功率和溅射压强等工艺条件对薄膜光电性能的影响,并利用原子力显微镜(AFM)表征了衬底及ITO薄膜的表面形貌。结果表明,在PET衬底温度50℃、溅射功率100W和溅射压强2.66×10-1Pa的条件下,可以得到低方阻(50Ω/□)和高透过率(>90%)的透明导电薄膜。以此柔性ITO衬底为阳极,制备了结构为PET/ITO/NPB/Alq3/Mg∶Ag的柔性有机电致发光器件,在驱动电压为13V时,器件的发光亮度达到了2834cd/m2。     

PET与SAN/PAN复合膜界面的 FTIR-ATR研究

应用傅里叶衰减全反射红外光谱(FTIR-ATR)技术对聚对苯二甲酸乙二酯(PET)表面形成不同厚度的超薄苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)和聚丙烯腈(PAN)的共混物膜及其SAN/PAN共混物膜的厚度、界面层PET亚甲基的构像变化等进行研究,结果表明PET表面共混物膜的厚度随共混物混合液中SAN含量的增加而增加,界面层成膜物质与基材的分子链段间发生了相互渗透和扩散,分子链的极性越相近,越容易成膜.对PET红外光谱吸收峰的A1340/A1410进行定量研究表明,在成膜过程中,PET分子链的亚甲基构像由反式向旁式转变,引起界面层PET的结晶度降低.FTIR-ATR是分析复合膜界面层结构信息的有效方法.     

中红外玻璃材料发展及前沿应用

中波红外玻璃综合了优良的透红外性能、大尺寸制备特性和低成本,是很多重要军用系统的关键窗口材料之一.红外玻璃的高性能、大尺寸化制备面临重要挑战,同时红外技术和光电对抗技术的发展对红外窗口的雷达隐身性能也提出了很高的要求.综述了国内外中红外玻璃研究发展现状,着重介绍了中国科学院上海光学精密机械研究所在红外玻璃及其高性能化研...     

红外／雷达双传感器融合目标跟踪算法

实现雷达和红外融合跟踪的基本思路是：首先提取红外成像的目标质心并将其转换到惯性坐标系：然后用最小二乘规则对红外传感器的冗余角度数据进行压缩，以产生在时间上和雷达测量对准的伪角度测量：再通过加权平均的方法分别与雷达的方位角和俯仰角测量进行融合处理，以得到同步数据融合估计。采用了由拉格朗日算法所求得的约束极值作为权系数，使用扩展的卡尔曼滤波方法设计跟踪滤波器，将基于雷达和红外融合得到的数据用于更新滤波器的目标状态。     

双离子束溅射中红外SiO2薄膜热稳定性研究

通过双离子束溅射方法在蓝宝石、硅衬底上制备了单层SiO2薄膜,分析了SiO2薄膜残余应力、表面形貌、微观结构以及光学性能(可见-近红外0.4~1.2 μm和中红外3~5 μm波段)在400 ℃~1 000 ℃温度范围内的演化规律.研究结果表明:在400 ℃附近,SiO2薄膜残余应力存在局部极小值;SiO2薄膜光学性能的演化与膜层表面质量、内部残余应力及微观结构变化密切相关;经1 000 ℃高温处理后,蓝宝石窗口表面SiO2薄膜红外透射性能仍能保持很好的稳定性,且膜层表面没有出现显著的气泡、开裂等损伤形貌.该研究结果可为恶劣环境下光学窗口头罩表面薄膜系统的设计提供指导.     

用于氮化镓发光二极管窗口层的铝掺杂氧化锌的生长

因应新时代电子产品的需求,透明导电薄膜(Transparent Conductive Oxides,TCO)的应用也更加广泛,传统上是使用氧化铟锡(Indium Tin Oxide,ITO)薄膜为透明导电薄膜,但其在高温应用上较不稳定并且易放出毒性,因此,铝掺杂氧化锌薄膜(ZnO∶Al,AZO)有逐渐取代ITO的趋势。本论文将探讨掺杂不同铝含量的影响,并且就其光电特性加以说明,最后得到其光的透过率~85%、电阻率~7.3×10-3Ω·cm以及面粗糙度~28nm的铝掺杂氧化锌薄膜,其具有表面粗化、电流分布层及窗口层的作用。并且将掺铝的氧化锌薄膜应用于氮化镓发光二极管上,以掺铝氧化锌微结构作为透明传导层的氮化镓发光二极管(λD=530nm,300×300μm)在20mA的工作电流下,其正向电压值为3.3V,输出功率达1.7mW,并且由光学显微镜图可以得知,小电流注下其电流分布均匀。若将AZO制作参数再作适当优化调整,取代ITO作为p型氮化镓上的透明传导层的可行性应该很高。     

兼容型低目标特征涂层

掺锡氧化铟（ITO）薄膜同时具备在近红外波段的低反射和红外波段的高反射特性,其介电常数可由Drude自由电子模型描述。SiO薄膜在特定的红外波长处有很强的吸收。将二者结合,可实现特定的光谱选择性。本文对SiO/ITO膜系的光谱选择性进行了研究,讨论了膜系结构对反射光谱的影响。通过用特征矩阵计算反射光谱,发现适当调整膜系的组合方式及选择膜层参量,用SiO/ITO膜系可以做成兼容型红外低目标特征涂层。     

ITO界面调制层对GZO电极LED器件性能的影响

采用磁控溅射制备GZO和具有ITO界面调控层的GZO(ITO/GZO)透明导电薄膜作为大功率LED的电流扩散层,对比研究界面调控层对LED器件性能的影响。研究结果表明,ITO/GZO薄膜的透过率在可见光区达80%以上,退火后的ITO/GZO薄膜有较低的电阻率(1.15×10^-3 Ω·cm)。ITO调控层的介入能够调制GZO表面粗糙度,有利于改善LED外量子效率,降低GZO/p-GaN界面的接触势垒,提高LED器件的光电性 能。通过ITO界面调控后,LED器件20 mA驱动电流下的工作电压从9.5 V降低为6.8 V,发光强度从245 mcd 升到297 mcd,提高了20%;驱动电流为35 mA时,其发光强度从340.5 mcd 升到511 mcd,提高了50%。     

中红外金属微纳结构透射光谱的研究

中波红外器件从单色、双色,向多光谱方向发展,金属微纳结构是实现中波红外光谱功能的核心器件,为研究中红外透射光谱特性并实现透射光谱的调制,基于表面等离激元共振(SPs)理论,结合有限时域差分法(FDTD)对薄膜型金属微纳孔阵列的透射光谱进行了模拟研究.深入分析了入射光源在中红外3.0～5.0μm波段内,孔洞的形状和大小、...     

隐身技术和物理

随着目标探测技术的不断提高，隐身技术已成为现代战争中提高武器装备生存力和战斗力的关键技术，介绍了隐身的概念，重点讨论了雷达隐身和红外隐身领域的一些常用技术，研究了不同电磁小段隐身手段的相互制约以及兼容的可能性，虽然隐身技术起源于战争，但无庸置疑，隐身技术和物理学的紧密联系，以及它在国民经济非军事领域中的多方面应用必将会引起物理学家，工业企业界人士的密切关注。     

光学透明频率选择表面的研究

运用谱域Galerkin法对光学透明带通频率选择表面(FSS)进行了分析计算,研究了透明导电膜的电导率对光学透明带通FSS频率选择特性的影响. 计算及实验结果表明：在雷达波段,透明导电膜的电导率主要影响光学透明带通FSS在中心频率处的透过率,光学透明带通FSS在透可见反雷达波的同时,还具有选择性透过雷达波段的特性. 关键词： 频率选择表面 透明导电膜 电导率     

隐身技术在飞机上的应用

根据隐身技术的工作波段，把飞机隐身技术为雷达波隐身，红外隐身，激光隐身等文章结合国内外隐身飞机的应用，对这三种技术进行了讨论，对其中应用最早和最广和雷达波隐身技术作了较为详细的讨论，最后阐述了隐身技术的发展方向。