【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光学透明电磁屏蔽及微波吸收领域，特别涉及一种基于多谐振的可见-红外透明宽带微波吸收光窗。
技术介绍
1、电磁波作为信息的重要载体，发射和接收电磁波的终端设备成数量级的增长，覆盖人们日常生产生活的各个领域。随着电磁波应用波段不断被展宽，电磁波发射功率不断增加，空间电磁环境日益复杂，造成日益严重的电磁污染问题。电磁污染极大地影响了电子系统的稳定性并给人体健康带来了危害不。电磁屏蔽技术主要由电磁反射和电磁吸收两种方式实现，其中吸收型电磁屏蔽方法因无电磁波反射回空间，是更为理想的电磁屏蔽方法，极具应用价值。
2、自上世纪70年代以来，由于微波半导体电路的飞速发展，微波在无线电通讯
中占有越来越重要的地位。微波段的吸收型电磁屏蔽技术为微波吸收技术，实现该技术的器件被称为吸波器。随着电磁辐射频谱的展宽和雷达探测能力的加强，微波吸收技术要求具有更宽的有效吸收频带，特别是在航空航天领域，需要宽波段的微波吸收。然而，传统吸波器的一个难点和热点问题是如何应用于需要光学透明的场合，如飞机/卫星/舰船/汽车的光窗、光学仪器光窗和显示面板、电磁隔离室和保密设施光窗、通讯设备的透明元件、手机触屏等。特别是航空航天光窗，不仅需要可见光的透明，还需要可见-红外的宽波段透明以满足可见光探测和红外探测的需求。综上所述，目前实际应用亟需研究如何同时实现可见-红外高透光和宽带微波吸收。
3、目前已有大量研究集中在光学透明微波吸收器的研究上，主要分为三大类，第一类为三层结构，即吸波器由吸收层、透明介质和透明反射层构成；第二类为
4、专利202110514900.8、201610408829.4、202211638639.3、202011204158.2、202110243533.2、202111595371.5、201811205797.3、202111487303.7、201820695006.9、202311489147.7、202010448775.0、202220190086.9、202210181426.6、202210525282.1、202210064246.x、202210959553.4、201710269626.6是利用多层透明介质或多层图案化电阻层实现的多层吸波结构，其利用多层透明介质或多层图案化电阻层形成多法布里-珀罗谐振，拓宽吸收带宽，然而图案化电阻层、透明反射层常用的材料也为金属氧化物薄膜，使其仅能在可见光波段透明，同时更多的透明介质层和更多的图案化电阻层虽然可以带来吸收带宽的增加，但是也会增加透光损耗和工艺制备的复杂程度，特别是在航空航天领域，吸波器通常只能加工于光窗的两侧，多层吸波结构无法应用。
5、专利202210663354.9、201810169888.x是第三类立式吸波结构，立式结构是较为新型的吸波结构，将二维的图案转换成三维的图案，拓宽吸收带宽，然而立式结构的固有缺点是其应用范围受限，仅能在特殊场合应用，在航空航天光窗等领域无法应用。且其斜入射透光特性较差，使其应用范围进一步受限。
6、专利202010045589.2是由图案化金属网栅回路、介质、金属网栅构成的三层吸波结构，理论上可以实现宽波段的透光，然而其表面的图案化金属网栅回路中内外环所用金属方块电阻不同，在制备中需要二次光刻，不仅增加了制备的复杂程度，且制备误差较大；同时其仅为贴片型结构，仅引入单个lc电谐振，与法布里-珀罗谐振结合之后的吸收带宽仍需要进一步增加。
7、专利201810070292.4-是由金属谐振层、介质、金属谐振层、介质、背板构成的多层吸波结构，其可在红外波段透光，该篇专利未描述可见光透光，但理论上可实现可见光透光；然而，其采用多层金属谐振层，降低了透光率的同时，使其无法应用于航空航天光窗。
8、综上所述，目前已有较多的光学透明微波吸收技术，然而其拓展带宽多依赖于多层结构，无法应用于航空航天领域；而单层结构的吸收带宽有限。同时大部分光学透明微波吸收技术利用金属氧化物薄膜，使其仅能在可见光波段透明，无法在红外波段实现透明。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术方案的不足，研发一种基于多谐振的可见-红外透明宽带微波吸收光窗，可同时实现可见-红外的宽波段高透明和微波段的宽带吸收。其利用金属微结构谐振层产生双谐振频率的电谐振，利用金属微结构谐振层、透明介质层和金属网栅层组成法布里-珀罗腔，产生法布里-珀罗腔谐振，利用双谐振频率的电谐振与法布里-珀罗腔谐振共同作用形成宽带微波吸收；由于金属微结构谐振层和金属网栅层均具有极低的占空比可实现可见-红外的宽波段高透明。本专利技术还用二个实施例证明了专利技术的可行性，扩展了光学透明宽带微波吸收技术的应用范围。
2、本专利技术采用的技术方案是基于多谐振的可见-红外透明宽带微波吸收光窗：所述光窗包括由上至下依次堆叠的金属微结构谐振层、透明介质层和金属网栅层；所述金属微结构谐振层由金属微结构谐振单元排布构成；所述金属微结构谐振单元由金属谐振结构栅网化形成，所述栅网化是指在保持金属谐振结构金属部分边缘形状特征的前提下，其内部金属用金属网栅代替，边缘部分保留的金属线条宽度大于等于金属网栅线条宽度，所述金属网栅是指由网栅单元按二维阵列排布构成的栅网状微细金属结构；所述金属谐振结构由带孔隙的环状结构和十字贴片型结构b构成，且带孔隙的环状结构和十字贴片型结构b的结构中心重叠、单元周期相同且金属覆盖部分无重合处，所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于多谐振的可见-红外透明宽带微波吸收光窗，其特征在于：所述光窗包括由上至下依次堆叠的金属微结构谐振层(3)、透明介质层(4)和金属网栅层(5)；所述金属微结构谐振层(3)由金属微结构谐振单元(36)排布构成；所述金属微结构谐振单元(36)由金属谐振结构(35)栅网化形成，所述栅网化是指在保持金属谐振结构(35)金属部分边缘形状特征的前提下，其内部金属用金属网栅代替，边缘部分保留的金属线条宽度大于等于金属网栅线条宽度，所述金属网栅是指由网栅单元按二维阵列排布构成的栅网状微细金属结构；所述金属谐振结构(35)由带孔隙的环状结构(33)和十字贴片型结构B(34)构成，且带孔隙的环状结构(33)和十字贴片型结构B(34)的结构中心重叠、单元周期相同且金属覆盖部分无重合处，所述带孔隙的环状结构(33)由环状结构(31)剪除十字贴片型结构A(32)构成，环状结构(31)与十字贴片型结构A(32)的结构中心重叠且单元周期相同，十字贴片型结构A(32)与十字贴片型结构B(34)的结构中心重叠且单元周期和十字臂长相同，十字贴片型结构A(32)的十字臂宽大于十字贴片型结构B(34)的十字臂宽，
2.根据权利要求1所述的基于多谐振的可见-红外透明宽带微波吸收光窗，其特征在于：在金属微结构谐振层(3)上侧依次平行配置单层或多层的增透膜A(2)和单层或多层的保护层A(1)；在金属网栅层(5)下侧依次平行配置单层或多层的增透膜B(6)和单层或多层的保护层B(7)。
3.根据权利要求1所述的基于多谐振的可见-红外透明宽带微波吸收光窗，其特征在于：所述的环状结构(31)的形状包括方环、圆环、六边形环、八边形环、十二边形环、花瓣环、四角星环、缺角矩形环。
4.根据权利要求1所述的基于多谐振的可见-红外透明宽带微波吸收光窗，其特征在于：所述金属网栅包括方格网栅、圆环网栅、三角分布圆环及子圆环阵列网栅、基于随机分布圆环的金属网栅、基于多周期金属圆环嵌套阵列网栅。
5.根据权利要求1所述的基于多谐振的可见-红外透明宽带微波吸收光窗，其特征在于：所述透明介质层(4)的厚度大于宽带微波吸收光窗需求工作频段中心波长的二十分之一；所述透明介质层(4)可以为任意透明材料，所述透明材料能够作为满足使用场合要求的透明光窗材料。
6.根据权利要求1所述的基于多谐振的可见-红外透明宽带微波吸收光窗，其特征在于：所述金属微结构谐振层(3)和金属网栅层(5)中金属网栅线条宽度与金属线条宽度均为微米量级或亚微米量级；所述金属微结构谐振层(3)和金属网栅层(5)均由导电性能良好的金属构成，且金属厚度大于50nm。
...【技术特征摘要】
1.基于多谐振的可见-红外透明宽带微波吸收光窗，其特征在于：所述光窗包括由上至下依次堆叠的金属微结构谐振层(3)、透明介质层(4)和金属网栅层(5)；所述金属微结构谐振层(3)由金属微结构谐振单元(36)排布构成；所述金属微结构谐振单元(36)由金属谐振结构(35)栅网化形成，所述栅网化是指在保持金属谐振结构(35)金属部分边缘形状特征的前提下，其内部金属用金属网栅代替，边缘部分保留的金属线条宽度大于等于金属网栅线条宽度，所述金属网栅是指由网栅单元按二维阵列排布构成的栅网状微细金属结构；所述金属谐振结构(35)由带孔隙的环状结构(33)和十字贴片型结构b(34)构成，且带孔隙的环状结构(33)和十字贴片型结构b(34)的结构中心重叠、单元周期相同且金属覆盖部分无重合处，所述带孔隙的环状结构(33)由环状结构(31)剪除十字贴片型结构a(32)构成，环状结构(31)与十字贴片型结构a(32)的结构中心重叠且单元周期相同，十字贴片型结构a(32)与十字贴片型结构b(34)的结构中心重叠且单元周期和十字臂长相同，十字贴片型结构a(32)的十字臂宽大于十字贴片型结构b(34)的十字臂宽，环状结构(31)的内环在水平和竖直方向的投影长度大于十字贴片型结构a(32)十字臂宽的2倍，十字贴片型结构a(32)和十字贴片型结构b(34)的十字臂长大于等于环状结构(31)的外环在水平和竖直方向的投影长度，且小于金属微结构谐振单元(36)的单元周期；所述宽带微波吸收光窗利用金属微结构谐振层(3)产生双谐振频率的电谐振，利用金属微结构谐振层(3)、透明介质层(4)和金属网栅层(...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆振刚，张怡蕾，范清萍，谭久彬，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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