基于航天器表面涂层材料的热设计分析及应用

在航天器热平衡方程的基础上,分析了表面涂层材料热辐射性质或布局调整对内热源变化和轨道变化的适应能力,并对若干情形进行了定量分析.研究表明,该方法有利于继承和保持成熟的航天器平台技术,提高了对不同类型轨道的航天器热设计的灵活性.     

激光对卫星的威胁及其防护

激光技术的广泛应用,由此带来的激光损伤和激光威胁日益严重.在现代高技术战争中,卫星的作用越来越重要,而激光反卫星武器的出现和发展,使卫星也面临着激光的威胁,因此,对卫星的激光防护材料和防护措施的研究具有重要的意义.介绍了激光反卫星武器的分类、性能、作用方式和关键技术;探讨了激光武器对星载光电传感器和材料的杀伤机理;总结了目前基于线性光学原理、非线性光学原理和相变光学原理的激光防护材料的性能、优缺点和改进措施,其中详细介绍了比较有发展潜力的富勒烯、卟啉和VO2薄膜激光防护材料;介绍了几种卫星结构材料的激光防护措施.这有助于对卫星的激光防护的重要性和技术手段的进一步认识.     

偏振探测的机理及应用

偏振探测技术已经成为一种重要的探测手段。本文探讨了偏振探测的机理,如物体的表面特性(粗糙度、色泽和电导率等)对光的偏振特性的影响,介绍了偏振探测技术在地物遥感探测、大气探测、水下探测、医学诊断、天文探测、目标检测、图像处理和军事等领域的应用。     

红外偏振探测的机理

偏振探测技术已经成为一种重要的探测手段,其机理研究对红外偏振探测的实际应用和结果分析具有重要的理论指导意义.综述了偏振产生的机理,如反射、热辐射和散射,分析了物体的表面特性如粗糙度、色泽和电导率等对光的偏振特性的影响,并借助多人的实验加以辅证.发现当入射角等于布儒斯特角时,反射光的线偏振度达到最大值;多次散射使光的偏振方向不断偏转,经统计平均后降低了反射或散射光的偏振度;亮的粗糙表面的反射光以多次反射为主,表现出较小的线偏振度;通过检测反射光偏振角的相位差可以确定目标是金属还是绝缘体.     

中长波红外双波段全向反射镜的设计

研究了异质结构一维光子晶体全向反射镜的设计方法.通过分析光子晶体的晶格常数、折射比和填充比,选择碲和聚乙烯设计了中红外和远红外双波段全向反射镜.结果表明采用异质结构的光子晶体能够同时在3.4～5.4μm和8～12.5μm实现全向反射(反射率大于99%),相对带宽分别达到了49.8%和43.1%.     

一维金属-介质光子晶体光谱特性研究

采用干涉矩阵方法对一维金属-介质光子晶体的光谱结构进行了研究。结果表明介质材料的厚度、折射率以及金属材料折射率的虚部对光子晶体光谱的影响可以采用驻波理论较好解释。当金属材料的厚度大于其趋肤深度时，厚度的增加会导致光子晶体的透射率和吸收率均降低，但对光子晶体透射和吸收峰的位置没有影响。     

激光光斑尺寸对泡沫遮障层干扰效果影响的研究

为了有效发挥泡沫遮障层对激光的遮蔽能力，利用了激光在传输路径上散射和反射的相关理论，计算分析并实验验证了施放泡沫遮障层前后目标表面光斑尺寸大小与探测器接收到的来自目标表面激光功率以及与泡沫遮障层干扰效果之间的关系。研究表明，当激光光斑尺寸较大时，激光束能量较分散，泡沫遮障层对激光束的干扰效果较好。     

光子晶体隐身应用分析

激光隐身和红外隐身的兼容是现代战场的迫切需求，但是二者对材料的要求是相互制约的，利用掺杂光子晶体的缺陷能级形成的“光谱挖孔”结构可以很好地解决这一难题。利用薄膜光学理论中的特征矩阵法计算了设计的掺杂ZnSe的CdSe/SiO2光子晶体薄膜的反射、透射和吸收光谱，计算结果表明掺杂光子晶体能够很好的满足热红外与1.06μm或10.6μm激光隐身兼容的要求。指出掺杂光子晶体的缺陷能级是由高透射引起的低反射，并不满足激光隐身的实际要求，解决方法是在光子晶体薄膜的基底中引入吸收材料，从而把缺陷能级透过的激光吸收掉。     

偏振探测的机理及应用

偏振探测技术已经成为一种重要的探测手段,本文探讨了偏振探测的机理,如物体的表面特性(粗糙度、色泽和电导率等)对光的偏振特性的影响,介绍了偏振探测技术在地物遥感探测、大气探测、水下探测、医学诊断、天文探测、目标检测、图像处理和军事等领域的应用.     

一种基于光子晶体的红外伪装材料

光子晶体作为一种新型人工结构功能材料,基于光子禁带的高反射特性可以实现热红外伪装.选择红外波段透明的常用薄膜材料CdSe、SiO2设计出在中远红外波段具有高反射禁带的光子晶体,利用薄膜光学理论的特征矩阵法计算了反射光谱.通过构造异质结光子晶体,实现了光子带隙的展宽,设计的双周期CdSe/SiO2异质结光子晶体基本上实现了中远红外双波段的高反射,其中在3.14～5.57μm和8.16～13.96 μm的光谱反射率都大于95%,较好地满足了中远红外双波段伪装兼容的要求.倾斜入射时光子晶体的TM波和TE波的反射光谱是不同的,TM波的带隙较之于垂直入射时减小,TE波的带隙较之于垂直入射时增大,TE波在中远红外波段具有高反射的连续区域明显比TM波的大得多.