基于VO_2相变的热致型智能辐射器设计

基于VO_2/Si_3N_4/Al结构设计了一种发射率可调控的智能辐射器(SRD)。通过薄膜特征矩阵理论SRD的光学特性进行分析,结果表明VO_2的厚度决定了SRD的辐射能力,其调控光谱范围与介质层Si_3N_4的厚度密切相关,优化后的SRD发射率调控范围为0.38。采用MgF2/Si_3N_4双层减反膜进一步优化SRD,使其低温(20℃)和高温(100℃)发射率分别达到0.30和0.91,调控范围扩大至0.61。利用有限时域差分法分析了有无减反膜时SRD的辐射场分布,结果表明减反膜可以提高SRD的温度调控效率,增强空间复杂环境适应能力。设计思路对高性能SRD的制备和航天器热控系统的轻量化具有重要意义。