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背景介绍
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成果掠影
近日，合肥工业大学郭忠义教授团队提出了一种波长选择性热发射器 (WSTE)，采用逆向设计法制备了GST多层膜和Ni反射器。模拟结果表明，在结晶相中，WSTE在中波红外(MWIR)和长波红外(LWIR)具有较低的光谱发射率，在非大气窗口具有较高的光谱发射率( ε5-8μm =0.72) ，在非大气窗口具有较高的吸收率，结果表明WSTE可以同时实现利用辐射散热的中波红外、长波红外和激光隐身。本文提出的方法克服了单波段隐身和效率低下的问题。此外，通过改变GST的结晶分数，WSTE可以在3—14 µm波长范围内实现热辐射的动态控制。模拟的红外图像验证了WSTE具有良好的红外隐身性能。最后，研究了入射角和偏振角对WSTE发射光谱的影响，表明红外隐身对两者都不敏感。总之，WSTE在辐射冷却和红外隐身等先进光子学应用方面具有吸引力。研究成果以“Inverse-design laser-infrared compatible stealth with thermal management enabled by wavelength-selective thermal emitter”为题发表于《Applied Thermal Engineering》期刊。
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图文导读
图1 (a)具有多波段隐身和热管理的WSTE应用场景，包括双波段红外隐身（3-5μm，8-14μm）、非大气窗口辐射散热（5-8μm）、波长分别为1.06 μm、1.55 μm和10.6 μm的激光隐身。(b)红外波段的大气透射率和理想发射率/吸收光谱。
图2 WSTE在波长分别为1.06 μm、1.55 μm、6.2 μm和10.6 μm时的归一化电场和功率损耗分布。红线表示归一化功率损耗分布，蓝线表示归一化电场分布。
图3 随着顶部硫化锌厚度的变化，WSTE在1-3μm(a)和3-14μm(b).波长范围内的光谱吸收率/发射率。
图4 (a)不同物体温度（Tobj）下的辐射温度（Trad）与平均发射率（_ε）之间的关系曲线。(b)模拟了WSTE在37◦C、77◦C和117◦C下的MWIR和LWIR图像。虚线框内的温度表示WSTE的辐射温度，而蓝色的矩形表示背景板。
