灰壁面与镜反射界面下线性折射率半透明平板内的辐射传递

研究了梯度折射率半透明介质内的辐射传递，采用弯曲光线跟踪法和伪 光源迭加法推导出一侧为灰壁面另一侧为镜反射半透明界面，具有线性折射率分布的发射－吸收性半透明介质层内的辐射强度。通过与文本的精确方法进行比较，进一步验证了以往对该类问题采用分层处理的可靠性。     

梯度折射率半透明等温介质层的表观发射特性

将伪光源迭加法与光线分裂跟踪算法相结合,通过模拟计算介质的内部发射和辐射传递,研究了梯度折射率(GRIN)半透明介质层的表观发射特性.考虑折射率为线性分布的情况,计算分析了等温情况下不同参数介质层的表观方向发射率和半球发射率,并比较分析了离散层数对计算结果的影响.     

梯度折射率半透明等温介质层的表观发射特性

将伪光源迭加法与光线分裂跟踪算法相结合,通过模拟计算介质的内部发射和辐射传递,研究了梯度折射率（GRIN）半透明介质导层的表观发射特性,考虑折射率为线性分布的情况,计算分析了等温情况下不同参数介质层的表观方向发射率和半球发射率,并比较分析了离散层数对计算结果的影响。     

各向异性散射梯度折射率介质层的热发射特性

将蒙特卡罗法和弯曲光线跟踪技术相结合,研究了各向异性散射性梯度折射率半透明介质层的发射特性,介质层具有镜反射半透明表面和漫射基底面．重点分析了散射反照率和散射相函数对介质层表观方向发射率和表观半球发射率的影响,结果表明对于线性折射率分布的介质层,当散射较为强烈时,表观半球发射率可随介质层光学厚度增大而减小,这种现象与以往研究的半透明体的情况有显著的不同．     

梯度折射率对半透明介质温度场的影响

对梯度折射率半透明介质内辐射热平衡温度场进行了计算,考察了黑壁面及镜反射半透明界面时,线性和正弦两种不同折射率分布对温度分布的影响．当介质层边界为黑壁面,辐射能从光密介质向光疏介质传递时发生全反射导致某个热源在换热中的作用增大．当介质层具有镜反射半透明边界,除上述作用外,界面处的辐射换热也对介质内温度场产生影响．     

介质吸收散射对半透明涂层表面双向反射特性的影响

对表面光滑、基底面漫射的吸收-散射性半透明涂层，通过建立入射光谱的辐射传递模型，采用蒙特卡罗法求解分析了涂层光学厚度、介质散射及基底面反射对涂层表面双向反射特性的影响．结果表明，即使在不考虑涂层表面Fresnel反射的条件下，吸收-散射性半透明涂层的反射也呈现明显的各向异性，其BRDF分布与吸收性半透明涂昙的BRDF特性有明显差别．     

双向反射分布函数结合Bi-LSTM网络求解壁面发射率

壁面光谱发射率求解是飞行器红外隐身的关键技术之一。首先设计了壁面反射光路和光源,通过光谱辐射计获取壁面反射的辐射亮度序列,为尽可能地消除外界干扰对于光谱发射率求解精度的影响,基于双向长短期记忆网络,设计了Bi-LSTM亮度回归网络模型,并对测试样本进行训练学习。基于BRDF的壁面发射率求解模型及基于Bi-LSTM网络的亮度回归模型求解壁面的发射率。计算结果显示,提出的基于双向反射分布函数的壁面发射率求解方法的相对误差为12.21%,满足工程测试需求。     

用于气体传感的一维光子晶体窄带红外发射光源

基于有限一维光子晶体表面电磁波理论,以探测CO_2为例,设计了一个中心波长为4.23μm,发射率大于99%,发射谱线半高宽FWHM=49.9nm的窄带准相干红外发射光源.采用传输矩阵方法对这种光源进行了理论分析,并用时域有限差分(FDTD)方法对器件垂直入射时的反射谱和稳态电场分布进行了数值仿真,仿真光谱特征和理论计算得到的结果吻合,证明了这种窄带红外发射光源的可行性.     

二维非线性梯度折射率介质的热辐射特性研究

发展了二维梯度折射率介质热辐射传递的数值求解方法,研究了非线性折射率介质的表观方向发射率.研究结果表明,采用本文方法计算二维梯度折射率介质的表观方向发射率,最大相对误差小于1.6%.通过研究发现,二维非线性梯度折射率介质的热辐射能够呈现非常明显的定向辐射的特征,我们定义这种现象为类相干发射.     

基于金属/介质/金属光栅的窄带红外发射/吸收结构设计

设计了一种用于窄带红外发射光源和窄带探测器的金属/介质/金属光栅的红外发射/吸收结构.采用有限差分时域(FDTD)方法,模拟了一维Ag/Si3N4/Ag光栅的反射谱.模拟结果表明,此结构对于TE模和TM模都支持很窄的中红外发射/吸收锋,在很宽的角度范围内发射/吸收中心波长处的发射率可以达到98%以上.此结构的独特发射/...     

Photonic crystals and Bragg gratings for the mid-IR and terahertz spectral ranges

A method for the fabrication of 2D periodic structures by contact optical photolithography with image inversion is reported. The optical properties of photonic crystals and Bragg gratings for mid-IR and terahertz emitters are considered. The possibility of raising the integral emission intensity of light-emitting diodes for the mid-IR spectral range is demonstrated. The requirements to gratings for the output of terahertz emission generated by surface plasmons excited in layers of narrow-gap degenerate semiconductors with an accumulation layer are determined.     

ITO薄膜的电阻并联效应研究

采用电子束蒸发镀膜方法在K9玻璃基底上分别镀制了ITO/SiO₂/ITO,ITO/Ti₂O₃/ITO和ITO/MgF₂/ITO结构的多层薄膜,用四探针方块电阻仪测量薄膜表面的方块电阻,用原子力显微镜观测样品的表面微观形貌。结果显示,当ITO薄膜的粗糙度较大且介质薄膜的物理厚度小于100nm时,各层ITO薄膜之间通过山峰状的凸起结构相连通,导致样片表面的方块电阻测量值与各层ITO薄膜电阻的并联值相当。这表明,当ITO薄膜的粗糙度较大且介质薄膜厚度较小时,各层ITO薄膜表现出电阻并联效应。利用多层ITO薄膜的电阻并联效应设计并制备了450～1200nm超宽光谱透明导电薄膜,用四探针方块电阻仪测量了试验样片的表面方块电阻,用紫外-可见-近红外分光光度计测试了样片的光谱透射率。结果显示,在相同表面方块电阻条件下,相比于单层ITO薄膜,利用ITO薄膜电阻并联效应所制备的多层透明导电薄膜具有更高的光谱透射率。     

采用小波变换的鲁棒隐形水印算法

本文提出了一种小波域透明图像水印算法,算法将一个二进制随机水印信号内嵌到一组按重要性选出的小波系数中,为了使透明水印具有较高的鲁棒性,内嵌过程将水印信号将为量化噪声嵌入小波零树编码的数字图像,实验获得了良好的结果。     

利用小型化频率选择表面实现宽带电磁透明

为了实现微波宽带高透明性材料,采用了小型化频率选择表面的方法,设计了一种由一层容性贴片和一层S形感性网栅构成的电磁透明材料,结果表明,这种电磁透明材料-1 dB相对带宽可达99.4%,实验结果与仿真结果吻合。同时,斜入射实验结果显示,该结构在横电波和横磁波偏振入射波40°角入射条件下仍具有较好的角度稳定性。     

复合电极型LCD平板背光源

制备了一种分别利用不同导电介质为外电极的等离子体激发发光平板背光源.这种电光源由2片平板玻璃中间充入纯氙气（气压200 Torr）密封而成,光源内表面上各涂敷一层荧光粉,在上玻璃板的外表面上密封一薄层水膜为电极,在下玻璃板的外表面上用透明导电胶粘上一层ITO（氧化铟锡）导电薄膜为导电介质,以1.1 mm厚的玻璃板作为介质阻挡放电层,在高频交变电压的作用下产生等离子体,激发荧光粉发光.研究结果表明,最大发光亮度可达4 000 cd/m2,最佳激发频率9.6 kHz,发光均匀度大于92%.     

一种液控可调透明吸波结构

提出一种液控可调透明吸波结构。该结构由双方环频率选择表面结构、透明介质层和导电底板构成。介质层包括上下两层液体介质填充层,通过注入不同电参数的液体介质,实现吸波结构吸收率的调控;通过注入不同颜色的液体介质,实现结构表面颜色的变化;采用液体介质循环注入方式和流速控制,可调控结构表面温度。提出的结构有望应用于光学、红外和雷达多波段融合伪装装备,同时为背景自适应伪装奠定基础。本文主要研究注入液体介质对吸波性能的影响规律。仿真结果表明:改变液体介质注入模式和介质种类可以在4~18 GHz 频带内实现10 dB 以上反射率大幅动态调控,并且该吸波结构具有同时对光学和红外特性进行调控的潜力。