光谱选择性辐射红外隐身材料研究进展 被引量：15

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作者 王新飞 刘东青 +1 位作者 彭亮 程海峰 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1-13,共13页

不断发展的红外探测技术和精确制导技术对导弹、高超声速飞行器等武器装备的生存和突防构成了日益严重的威胁,红外隐身技术在现代战争中扮演着越发重要的角色。传统低发射率涂层材料通常在整个红外波段具有低发射率特性,不具备光谱选择... 不断发展的红外探测技术和精确制导技术对导弹、高超声速飞行器等武器装备的生存和突防构成了日益严重的威胁,红外隐身技术在现代战争中扮演着越发重要的角色。传统低发射率涂层材料通常在整个红外波段具有低发射率特性,不具备光谱选择性,其辐射散热效果较差,不利于目标整体红外信号的降低。光谱选择性辐射红外隐身材料可以在降低大气窗口波段(3~5μm和8~14μm)发射率的同时,利用非窗口波段(5~8μm)进行辐射散热,具备更高效的红外隐身性能,是目前研究关注的热点。本文主要介绍基于光子晶体、频率选择表面以及Fabry-Perot腔的三代光谱选择性辐射结构的研究现状和进展,总结了现有体系的优点以及存在的问题。目前,光谱选择性辐射红外隐身材料距离实际应用仍有很大差距,未来应当向着工艺更加简单、高温稳定性更强以及多波段兼容的方向继续发展。 展开更多

关键词 光谱选择性辐射 红外隐身 光子晶体 频率选择表面 Fabry-Perot腔

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基于机器学习的光谱选择性红外辐射材料设计研究进展

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作者 葛宇飞 刘东青 +3 位作者 程海峰 桂博恒 王新飞 贾岩 《材料导报》 北大核心 2025年第15期60-68,共9页

随着热光伏、辐射制冷、气体检测、红外隐身等领域的快速发展,对光谱选择性红外辐射材料的需求日益迫切。单种材料通常难以实现对红外光谱的精细选择性调控,需要结合多种材料进行结构优化设计,以满足不同应用场景对光谱选择性红外辐射... 随着热光伏、辐射制冷、气体检测、红外隐身等领域的快速发展,对光谱选择性红外辐射材料的需求日益迫切。单种材料通常难以实现对红外光谱的精细选择性调控,需要结合多种材料进行结构优化设计,以满足不同应用场景对光谱选择性红外辐射材料的需求。但光谱选择性红外辐射材料设计参数空间大,传统的“试错型”设计难以实现全局优化和处理多目标约束问题,且耗时较长。随着人工智能和大数据技术的发展,通过构建机器学习模型,对材料成分、排布方式、膜层厚度等参数进行并行设计,能够实现光谱选择性红外辐射材料设计的快速全局优化。本文旨在梳理机器学习应用于光谱选择性红外辐射多层膜和超表面设计的最新研究进展,分析机器学习辅助光谱选择性红外辐射材料设计的优势与问题,并指出未来发展趋势。 展开更多

关键词 机器学习 光谱选择性 红外辐射 多层膜 超表面 发射率

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辐射冷却红外隐身微缝阵列结构设计

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作者 于真鹤 郭何涛 +2 位作者 李文卓 杨晓龙 杨淞皓 《航空发动机》 北大核心 2025年第4期71-77,共7页

航空器高温热载部件热流密度持续增大、红外热辐射特性显著。为了精确调控红外波段电磁波选择性吸收/辐射,实现高性能红外隐身,提出在高温热载部件材料表面上直接构建亚微米尺度微缝阵列结构,实现高性能辐射冷却红外隐身,并开展了结构... 航空器高温热载部件热流密度持续增大、红外热辐射特性显著。为了精确调控红外波段电磁波选择性吸收/辐射,实现高性能红外隐身,提出在高温热载部件材料表面上直接构建亚微米尺度微缝阵列结构,实现高性能辐射冷却红外隐身,并开展了结构仿真优化设计研究。结果表明:设计的微缝轮廓能够产生强烈的表面等离子共振,实现红外波段电磁波选择性吸收/辐射的精确控制,达到辐射冷却红外隐身的功能;设计的结构经粒子群算法优化后,红外隐身性能较未处理表面的提高42%;横电波和横磁波在0~30°范围入射时,结构辐射冷却红外隐身性能未产生显著变化,表现出较好的角度不敏感性;微缝阵列构型预期可通过高效线扫描式加工来获得。提出的结构和设计方法为促进航空器高温热载部件红外隐身技术发展提供了新思路。 展开更多

关键词 红外隐身 辐射冷却 选择性发射 微纳结构 粒子群优化 航空发动机

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中波红外隐身目标光谱探测的谱带选择方法 被引量：6

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作者 林涛 刘飞 +4 位作者 韩平丽 邵晓鹏 任勐 吕鸿鹏 张建奇 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期1047-1051,共5页

针对采用各种隐身技术的红外目标与周围背景之间的辐射差异不明显，导致探测困难这一问题，利用目标和背景在窄波带内的辐射特征具有较大差异这一特性，建立了基于红外光谱探测的谱带内红外辐射对比度的研究。通过对红外辐射相对对比度... 针对采用各种隐身技术的红外目标与周围背景之间的辐射差异不明显，导致探测困难这一问题，利用目标和背景在窄波带内的辐射特征具有较大差异这一特性，建立了基于红外光谱探测的谱带内红外辐射对比度的研究。通过对红外辐射相对对比度以及绝对对比度的分析，综合大气条件在整个传输过程中的影响，结合理论计算以及实验分析确定出用于红外隐身目标探测的最优谱带为2.86～3.30μm和4.17～4.55μm两个窄波带。实验结果表明：在所选取的用于谱带探测的窄波带能够很好的消除背景红外辐射的影响，以此突出目标辐射，具有良好的可探测性。 展开更多

关键词 光谱探测 红外隐身目标 辐射对比度 窄波带

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基于多层MIM结构超材料的耐高温波长选择性宽带红外隐身特性研究 被引量：1

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作者 邹景岚 梁广 朱志宏 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1835-1842,共8页

超材料是一种人工复合结构,因非凡的红外发射/吸收调控能力,成为实现红外隐身技术的有效途径。针对当前超材料实现波长选择性红外辐射隐身的不足,提出和设计了基于耐高温金属材料钼Mo的多层金属-介质-金属(MIM)结构超材料,同时实现了5~8... 超材料是一种人工复合结构,因非凡的红外发射/吸收调控能力,成为实现红外隐身技术的有效途径。针对当前超材料实现波长选择性红外辐射隐身的不足,提出和设计了基于耐高温金属材料钼Mo的多层金属-介质-金属(MIM)结构超材料,同时实现了5~8μm波段的宽带高发射(吸收)和中红外波段3~5μm、远红外波段8~14μm的宽带低发射(吸收)。进一步研究表明该隐身结构耐高温性能非常突出,在500~2500 K温度范围内其红外辐射特征都能被抑制,同时,红外辐射的角度选择性也很好,75°范围内时5~8μm和8~14μm波段辐射特性无明显变化。该工作为新型耐高温波长选择性宽带红外隐身技术提供了一个新的途径。 展开更多

关键词 超材料 红外隐身 波长选择性 耐高温 红外辐射特征

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隐身飞机尾焰的红外辐射特性 被引量：22

6

作者 宗靖国 张建奇 刘德连 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期289-294,共6页

隐身飞机尾焰的红外辐射是隐身飞机探测的主要辐射源.本文提出了一种新的隐身飞机尾焰红外辐射特性计算模型.该模型以普通飞机尾焰红外辐射特性计算模型为基础,进而考虑红外隐身措施的影响,间接实现隐身飞机尾焰的红外辐射特性的计算.... 隐身飞机尾焰的红外辐射是隐身飞机探测的主要辐射源.本文提出了一种新的隐身飞机尾焰红外辐射特性计算模型.该模型以普通飞机尾焰红外辐射特性计算模型为基础,进而考虑红外隐身措施的影响,间接实现隐身飞机尾焰的红外辐射特性的计算.计算模型分别考虑了隐身飞机的二元喷口、引射技术、红外遮蔽云以及遮挡对尾焰辐射的影响.计算结果得出,添加隐身措施后尾焰辐射强度仅为添加前辐射强度的5.8%.针对隐身飞机尾焰红外辐射特性很难获取的问题,将计算结果与喷灯燃烧航空煤油的光谱峰位数据进行了比较,实验结果显示隐身前后辐射能量量级变化与国外文献相同,表明该模型可以用于隐身飞机尾焰红外辐射特性计算. 展开更多

关键词 隐身飞机 红外辐射特性 尾焰 光谱

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一种搜寻辐射制冷材料的红外光谱分析方法 被引量：9

7

作者 马一平 杨利香 王金前 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期160-162,共3页

根据辐射制冷材料的光谱选择性吸收的特性,探索性地提出了采用红外光谱分析方法筛选辐射制冷材料,并对其中某些材料(CaSO4、BaSO4、PTFE,有机硅)的吸收比/法向发射比以及辐射制冷效果进行测定,证实了采用红外光谱分析方法搜寻辐射制冷... 根据辐射制冷材料的光谱选择性吸收的特性,探索性地提出了采用红外光谱分析方法筛选辐射制冷材料,并对其中某些材料(CaSO4、BaSO4、PTFE,有机硅)的吸收比/法向发射比以及辐射制冷效果进行测定,证实了采用红外光谱分析方法搜寻辐射制冷材料具有一定的可靠性。 展开更多

关键词 辐射制冷 光谱选择性吸收 红外光谱分析方法 吸收比/法向发射比

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F35隐身战斗机红外辐射特性建模 被引量：11

8

作者 曲兆俊 张二磊 周方方 《红外技术》 CSCD 北大核心 2014年第11期920-925,共6页

建模研究了F35隐身战斗机的红外辐射特性。根据隐身飞机的结构、材料等数据,建立了隐身飞机和发动机的三维模型。通过流场仿真计算得到飞机机体的温度场,尾焰的温度场、压力场以及气体组分浓度场。利用高温气体数据库HITEMP,建立尾焰的... 建模研究了F35隐身战斗机的红外辐射特性。根据隐身飞机的结构、材料等数据,建立了隐身飞机和发动机的三维模型。通过流场仿真计算得到飞机机体的温度场,尾焰的温度场、压力场以及气体组分浓度场。利用高温气体数据库HITEMP,建立尾焰的窄谱带辐射模型,计算了尾焰气体沿视线的光谱透过率,获得了尾焰的光谱亮度数据及亮度分布图像。建立了尾喷口和蒙皮的辐射模型,获得了飞机各方位角光谱辐射特性及辐射强度数据,计算结果表明由于发动机推力显著增加隐身战斗机红外辐射特性依然比较明显。最后生成了F35隐身战斗机在中波波段的红外序列图像,可用于红外成像制导武器研制中的数字仿真和半实物仿真。 展开更多

关键词 F35隐身战斗机 红外辐射特性 窄谱带模型 光谱特性

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红外隐身技术与发展 被引量：27

9

作者 蒋耀庭 王跃 《红外技术》 CSCD 北大核心 2003年第5期7-9,14,共4页

红外隐身技术通过降低和改变目标的红外辐射特征 ,实现对目标的低可探测性。综述了国内外红外隐身材料的发展历程。

关键词 红外隐身 红外辐射 外隐身材料 发展趋势 光谱转换 大气窗口

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Ag/Ge核壳颗粒的结构设计及红外光学特性的理论研究

10

作者 王新飞 刘东青 程海峰 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期183-188,共6页

为获得符合光谱选择性辐射红外隐身需求的颗粒,利用Mie散射理论和有限元仿真分别对Ag/Ge核壳结构的红外光学特性进行计算。研究了不同Ag内核和Ge外壳尺寸组合下颗粒消光效率峰值随波长的变化。在6.5μm等值线上等间隔的选取不同尺寸组合... 为获得符合光谱选择性辐射红外隐身需求的颗粒,利用Mie散射理论和有限元仿真分别对Ag/Ge核壳结构的红外光学特性进行计算。研究了不同Ag内核和Ge外壳尺寸组合下颗粒消光效率峰值随波长的变化。在6.5μm等值线上等间隔的选取不同尺寸组合,通过对比消光效率曲线确定了0.3/0.848μm的核壳结构为主要研究对象。不同计算方法获得的消光效率曲线形状十分近似,消光峰均位于6.5μm处,消光效率峰值分别为16.6和16.1,验证了计算结果的可靠性。对比颗粒在不同波长入射场下的三维远场辐射及电磁功率损耗情况,发现其在6.5μm处具有更强的辐射强度和功率损耗密度,说明此时颗粒与入射场能够发生强烈的共振作用,可用于该波段红外辐射的选择性吸收。 展开更多

关键词 Ag/Ge核壳结构 光谱选择性辐射红外隐身 MIE散射理论 有限元仿真

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用于温室降温的透明辐射薄膜研究 被引量：1

11

作者 王晨曦 邓芳芳 +2 位作者 邹豪 杨荣贵 王如竹 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期63-69,共7页

为了缓解夏季温室内高温导致的作物减产、绝产问题,本文给出了一种适用于夏季温室降温的辐射制冷薄膜。通过在常规近红外反射材料表面结合透明辐射层,可强化薄膜自身的天空辐射制冷效果。实验测试确定了该薄膜在不同波段的光学属性,其... 为了缓解夏季温室内高温导致的作物减产、绝产问题,本文给出了一种适用于夏季温室降温的辐射制冷薄膜。通过在常规近红外反射材料表面结合透明辐射层,可强化薄膜自身的天空辐射制冷效果。实验测试确定了该薄膜在不同波段的光学属性,其中光合有效辐射波段透射率为65.9%,近红外波段透射率为20.9%,中红外波段反射率为88.1%。利用温室环境模型对比不同材料覆盖下的温室气温与降温能耗。模拟结果表明:该薄膜可使上海地区密闭温室内部温度降低11.4℃,选择反射层与透明辐射层的降温贡献分别为6.8℃与4.6℃。使用该薄膜,可使主动降温温室的热泵能耗降低26.9%,节能增产效果显著。 展开更多

关键词 辐射制冷 数值模拟 光谱选择性 红外辐射

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固体壁面红外辐射特性的研究

12

作者 卜满 山其骧 《红外技术》 CSCD 1992年第5期9-12,共4页

在飞行器红外隐身技术中,研究固体壁面的红外辐射特性十分重要,该红外辐射特性又与法向全发射率和红外辐射光谱的测量密切相关。本文介绍用参比法测量法向全发射率及用光栅单色仪测量红外辐射光谱的实验方法并对测试结果进行分析。

关键词 发射光谱 发射率 隐身 红外辐射

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瞬态光谱测试仪在烟火方面的应用 被引量：3

13

作者 杨利 杨硕 +1 位作者 许又文 吴宝宁 《应用光学》 CAS CSCD 1999年第4期46-48,F003,共4页

用３５０～１１００ｎｍ 瞬态光谱测试仪对烟火药剂进行光谱测试， 分析碱金属和碱土金属在烟火药火焰光谱中的辐射波段， 计算各红外烟火剂的隐身指数。

关键词 瞬态光谱测试仪 烟火 隐身指数 红外辐射

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天空辐射制冷技术发展现状与展望 被引量：12

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作者 郭晨玥 潘浩丹 +3 位作者 徐琪皓 王佳云 盛茗峰 赵东亮 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期1-14,共14页

天空辐射制冷技术是指地球表面物体通过“大气窗口”波段(主要在8~13μm)向宇宙发射红外辐射以实现自身降温的过程。作为一种无需能量输入的制冷技术,天空辐射制冷可为应对能源危机及全球变暖提供一种新的思路。从发展历程看,传统的辐... 天空辐射制冷技术是指地球表面物体通过“大气窗口”波段(主要在8~13μm)向宇宙发射红外辐射以实现自身降温的过程。作为一种无需能量输入的制冷技术,天空辐射制冷可为应对能源危机及全球变暖提供一种新的思路。从发展历程看,传统的辐射制冷技术应用仅限于夜间。近年来,随着纳米光子学及超材料领域的发展,日间辐射制冷技术的优势已经得到验证。本文对天空辐射制冷技术的发展现状进行了回顾,涉及基本原理、材料与结构,分析了其潜在应用前景,并重点讨论了该技术当前研究与应用中面临的挑战。在能源形势与环境问题日益严峻的今天,探索天空辐射制冷技术在不同场景的应用,如建筑节能、减轻城市热岛效应、缓解水资源短缺、提高光伏发电效率等,有望助力我国的碳达峰、碳中和事业发展。 展开更多

关键词 辐射制冷 光谱选择性 大气辐射 红外辐射

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