表面结构对面源黑体光谱发射率的影响

随着红外测温技术的快速发展，红外测温仪在军事及民用领域得到广泛应用，对测量准确度的要求提升到了新的高度。面源黑体辐射源作为非接触测温设备校准的核心装置，近年来受到广泛的关注。发射率是描述辐射源性能的重要指标，目前缺少黑体表面形貌对发射率影响的研究。面源黑体发射率主要由表面凸锥结构和涂覆涂层决定。为设计出高发射率面源黑体，以具有凸锥结构的面源黑体为基础模型，引入间距及涂层结构，建立具有不同表面结构参数、单元间距及涂层厚度的面源黑体模型，设置基底材料为石墨，涂层材料为氮化硅，通过有限元软件得到仿真模型的反射率，利用反射率反演得到其发射率，绘制3～14μm范围内的光谱发射率曲线；研究面源黑体表面的电场分布情况。分析结构单元的宽高比、涂层厚度和结构单元间距等参数对发射率的影响。结构单元高度与发射率成正比、较窄的宽度对发射率有优化作用，发射率随宽高比的减小而增大。涂层结构改变了光谱发射率的下降趋势，在11μm后发射率上升，发射率随厚度增加而增大；单元间距变化与发射率成正比。设置初始面源黑体单元结构高度为10μm、宽度为1μm,在该模型上依次添加2μm涂层及2μm间距结构，进行仿真计算。优化后黑体...