氧化热处理对VO2薄膜红外光学相变特性的影响

采用直流磁控溅射法在硅基底上制备VO2薄膜,并对薄膜氧化热处理。分别对热处理前后薄膜进行X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)透射率测试,分析了热处理对VO2薄膜晶相成分与红外透射率相变特性的影响。实验分析表明,经热处理的VO2发生非晶态向晶态转变,单斜金红石结构VO2(011)晶体具有明显择优取向,晶粒尺寸均匀度提高,且薄膜的红外透射率具有明显相变特性,相变温度为60.5℃,3~5μm、8~12μm波段的红外透射率对比值达到99%,适合应用于红外探测器的激光防护研究。     

VO2/Al2O3复合膜系制备及其相变特性

钒的氧化物具有对温度敏感的半导体-金属可逆相变特性.在多种钒氧化合物中,VO2的相变温度点约为68℃,适用于很多应用领域.VO2长期暴露在空气中时,会被氧化.研究了通过制备VO2/Al2O3复合膜系来保持氧化钒薄膜的稳定性的方法.采用TFCalc薄膜设计软件,设计了VO2/Al2O3复合膜系.依据材料的折射率和消光系数,优化了膜系各膜层的厚度,分析了复合膜系的相变特性.采用磁控溅射方式制备了氧化钒薄膜,再通过氧氩混合气氛热处理得到VO2占主要成分的氧化钒薄膜.在氧化钒薄膜上采用射频磁控溅射方法封装了120 nm厚的Al2O3膜.利用分光光度计测量分析了膜系的相变特性,Al2O3膜对VO2膜的相变性能影响很小.Al2O3膜适于VO2薄膜的封装.     

氧化热处理对VO2薄膜特性的影响研究

采用直流磁控溅射法,结合氧化法热处理在硅基底上制备VO2薄膜,通过SEM、XRD、XPS、FTIR红外透射率等测试,从多角度分析了氧化热处理对VO2薄膜截面结构、晶相成分、成分价态、红外透射率相变特性的影响。实验分析表明,采用直流磁控溅射与氧化热处理相结合的方法,可获得主要成分为具有明显择优取向单斜金红石结构VO2(011)晶体的氧化钒薄膜,氧化热处理有利于VO2晶粒生长并增加薄膜致密性,同时其红外透射率具有明显相变特性,相变温度为60.5 ℃,3~5 m、8~12 m波段的红外透射率对比值达到99.5%,实现了对红外波段辐射的开关功能,适合应用于红外探测器的激光防护研究,同时可为深入研究对薄膜的氧化热处理提供参考依据。     

可调强光对可见光CCD摄像系统成像过程的干扰研究

为了对抗电视成像制导武器,采取用可调强光照射目标的方式对CCD 摄像系统的成像过程实施干扰。首先在介绍CCD 摄像系统获取图像流程的基础上理论计算了输出图像灰度值与光照条件、摄像机参数之间的关系;然后,讨论了不同光强比和照射面积比等光照条件对CCD 摄像机增益控制的影响,得到了增益随光照条件变化的调节曲线;最后开展了全局光照和局部光照对成像质量的影响以及按一定出光时序控制光照条件对成像质量影响的实验,并利用结构相似度（SSIM）对干扰图像进行质量评价。结果表明:可调强光能够对CCD 成像过程造成很大干扰,使获取的图像质量大大降低。     

二氧化钒的相变机理研究进展

VO2具有在68℃左右低温半导体态-高温金属态(SMT)可逆相变的特性,在光电开关、光调制和存储方面有广泛的应用前景。本文总结了目前VO2相变理论研究中有代表性的成果。结合一般固态相变分类理论,微观上从VO2的晶胞结构、价带杂化、主宰方式等方面,宏观上从热力学函数等方面,综述了目前对VO2相变类型与机理分析的主流观点,综述结果对今后的研究工作具有一定的指导意义。     

宽高比对矩形尾喷管羽流温度场的影响研究

为了掌握矩形尾喷管的宽高比对其羽流温度场的影响,建立了矩形尾喷管的物理数学模型,并基于N-S方程和RNG湍流模型,采用Fluent-CFD软件对宽高比分别为1,2,4和8的四种矩形尾喷管三维外流场进行了数值模拟,研究了矩形尾喷管羽流横截面等温线的特点和宽高比对羽流高温核心区长度的影响.研究结果表明,宽高比越大,羽流与周围冷空气的摩擦与掺混越强,热量扩散越快,高温核心区越短.因此,在降低高温羽流红外辐射上,大宽高比矩形喷管更有优势.     

毫米波对抗技术

毫米波导引头具有导引精度高、抗干扰力强、多普勒分辨率高、等离子体穿透能力强等特点。针对其特点和性能着重分析了毫米波箔条与箔片、毫米波角反射器、毫米波吸收层、毫米波烟幕等10种无源对抗措施,以此对毫米波导引头实施有效的干扰。毫米波工作波段已从8mm向3mm扩展,毫米波导引头是精确制导武器的发展潮流,迫使人们不得不开拓新的思路,寻求新的干扰方法。     

弹道导弹中段弹头表面温度场分布理论分析

论述了弹道导弹中段弹头表面温度场分布的理论计算方法，采用节点网络法，建立恰当的计算模型．并运用四阶Runge-Kutta法求解了热平衡方程组，得出弹头中段任意时刻的温度场分布，最后定量分析了各种因素对弹头温度场分布的影响。     

脉冲波反射折射特性的分析计算

利用FDTD法和PML技术计算分析了平面分界面对脉冲波的反射和折射,充分而形象地描绘平面界面对脉冲波反射的时域过程。通过对折射波的分析获得下述结论：当入射角小于临界角时,折射波波前与几何光学原理一致,当入射角大于临界角时,沿界面传播的折射波不是慢波,而是以媒质Ⅱ的速度传播。所得结果有助于加深对脉冲波反射和折射性质的理解。     

飞行器尾焰红外辐射及其被动测距

旨在研究利用飞行器的尾焰辐射对飞行器进行被动测距。导弹和飞机发动机的排气系统是飞机在3~5 m波段的主要红外辐射源。建模计算了矩形喷管尾焰红外辐射特性,计算结果表明,不管观察方向如何,尾焰红外辐射强度色比是相同的。当辐射强度色比在大气中传输时,因为吸收和散射而被衰减,不同波长上红外辐射衰减幅度不同,辐射强度色比随着传输距离的改变而发生变化,色比包含了目标的距离信息。推导了目标尾焰色比与尾焰温度、辐射传输距离、大气消光系数之间的关系。计算了尾焰色比与尾焰温度的关系,推导出了红外三色比距离方程组,选取4.5、4.6、4.7 m三个波长对三色被动测距进行了研究。利用测距方程组画出了测距图。结果表明,利用该方法可对尾焰进行三色测距。