【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于辐射制冷，具体涉及一种中红外微透镜结合微孔阵列的定向小角度辐射调控装置。
技术介绍
1、辐射制冷是一种被动制冷的方法，能够不依赖外部电源而实现低于环境温度，从而引起学术界和产业界广泛关注。辐射制冷的基本原理可以由以下公式表示：
2、pnet(t，θ)＝prad(t，θ)-psuu-patm(tamb，θ)-pcouv(t，tamb)
3、
4、pconv(t，tamb)＝ahc(tamb-t)
5、
6、由上述公式可以看出，净辐射功率pnet与大气辐射功率patm呈反变关系、与辐射制冷器的辐射功率prad呈正变关系。因此，从辐射调控的角度而言，增大净辐射功率的途径是增大净辐射功率prad，同时降低辐射制冷器的辐射功率patm。
7、辐射制冷器主要原理是尽可能完全地反射太阳波段能量，同时增加中红外辐射能量，当向外辐射能量大于外部输入能量时，即可满足净辐射功率大于零，从而实现辐射制冷效果。
8、目前大多数辐射制冷装置均为全向的辐射制冷效果，对于定向辐射制冷的研究较少。大多数辐射制冷装置采用多层无机薄膜、多孔有机聚合物、超表面微纳结构等类型在大气窗口具有高发射率的材料，这些材料对于不同角度的发射率没有选择性，半球辐射率在0-180°均较高。该类无角度选择性的辐射器不利于净辐射功率的进一步提升，也不适用于辐射制冷器的恶劣工作环境。例如，辐射制冷器大多应用于非空旷环境，周围建筑物林立，此时大角度热辐射很容易被周围障碍物遮挡，从而大大降低有效的
9、为实现定向的辐射制冷结构，研究人员提出了基于梯度enz材料的多层膜一维光子晶体。enz超构材料通过近零折射率的人工构筑，实现零度入射之外的对称的两个方向的定向辐射，但无法实现垂直材料表面的法向定向辐射，无法实现法向小角度下的辐射制冷，这限制了辐射制冷功率的提升。
技术实现思路
1、为解决上述之现有技术的不足之处，本专利技术主要目的在于提供一种中红外微透镜结合微孔阵列的定向小角度辐射调控装置。
2、为实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、本专利技术提供一种中红外微透镜结合微孔阵列的定向小角度辐射调控装置，具有这样的特征，包括：呈上下间隔设置的微透镜阵列部和微孔阵列部，其中，微透镜阵列部包含由下往上依次设置的中红外透明层和微透镜阵列层，微透镜阵列层具有呈阵列布置的多个微透镜，微孔阵列部包含由上往下依次设置的中红外反射层、中红外吸收层以及衬底层，中红外反射层上形成有微孔阵列，该微孔阵列具有呈阵列布置并且与多个微透镜一一对应的微孔，微孔的直径小于对应的微透镜的直径，微孔的中心轴线与对应的微透镜的光轴同轴设置，并且微透镜的焦平面高于中红外吸收层的下表面且不高于中红外吸收层的上表面。
4、在本专利技术提供的中红外微透镜结合微孔阵列的定向小角度辐射调控装置中，还可以具有这样的特征：还包括：支撑连接部，用于将微透镜阵列部安装在微孔阵列部上方的预定高度位置处，其中，支撑连接部包含沿着微透镜阵列部和微孔阵列部的周向间隔设置的多根支撑柱。
5、在本专利技术提供的中红外微透镜结合微孔阵列的定向小角度辐射调控装置中，还可以具有这样的特征：其中，支撑柱为高度可调节的支撑柱。
6、在本专利技术提供的中红外微透镜结合微孔阵列的定向小角度辐射调控装置中，还可以具有这样的特征：其中，微透镜阵列部还包含位于微透镜阵列层的上表面的中红外减反层。
7、在本专利技术提供的中红外微透镜结合微孔阵列的定向小角度辐射调控装置中，还可以具有这样的特征：其中，中红外减反层为由znse膜和zns膜交替排列构成的多层膜。
8、在本专利技术提供的中红外微透镜结合微孔阵列的定向小角度辐射调控装置中，还可以具有这样的特征：其中，中红外反射层设定为上中红外反射层，微孔阵列部还包含作为下中红外反射层的中红外反射层，下中红外反射层设置在衬底层与中红外吸收层之间。
9、在本专利技术提供的中红外微透镜结合微孔阵列的定向小角度辐射调控装置中，还可以具有这样的特征：其中，上中红外反射层和下中红外反射层均采用厚度为0.1～0.5μm的铝薄膜或银薄膜。
10、在本专利技术提供的中红外微透镜结合微孔阵列的定向小角度辐射调控装置中，还可以具有这样的特征：其中，微孔的直径为微透镜的直径的90～10％。
11、在本专利技术提供的中红外微透镜结合微孔阵列的定向小角度辐射调控装置中，还可以具有这样的特征：其中，微透镜阵列层由氟化物玻璃或硒化锌制成，微透镜的平凸透镜凸面直径为140-560μm，焦距为50～200μm。
12、在本专利技术提供的中红外微透镜结合微孔阵列的定向小角度辐射调控装置中，还可以具有这样的特征：其中，中红外吸收层采用厚度为10～100μm的黑漆膜，厚度为100μm～1mm的聚二甲基硅氧烷(pdms)膜，或者厚度为0.1562μm、0.3266μm、0.6944μm、0.2414μm的sio2/si3n4多层膜。
13、专利技术作用与效果
14、根据本专利技术所涉及的中红外微透镜结合微孔阵列的定向小角度辐射调控装置，由于具有呈上下间隔设置的微透镜阵列部和微孔阵列部，微透镜阵列部包含由下往上依次设置的中红外透明层和微透镜阵列层，微透镜阵列层具有呈阵列布置的多个微透镜，微孔阵列部包含由上往下依次设置的中红外反射层、中红外吸收层以及衬底层，中红外反射层上形成有微孔阵列，该微孔阵列具有呈阵列布置并且与多个微透镜一一对应的微孔，微孔的直径小于对应的微透镜的直径，微孔的中心轴线与对应的微透镜的光轴同轴设置，并且微透镜的焦平面高于中红外吸收层的下表面且不高于中红外吸收层的上表面，使得聚焦至微孔中心的光线能够被吸收，而聚焦至微孔以外的光线被反射，从而实现定向辐射制冷的效果，提升了辐射调控装置的效率和环境适应性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种中红外微透镜结合微孔阵列的定向小角度辐射调控装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的中红外微透镜结合微孔阵列的定向小角度辐射调控装置，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求2所述的中红外微透镜结合微孔阵列的定向小角度辐射调控装置，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的中红外微透镜结合微孔阵列的定向小角度辐射调控装置，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的中红外微透镜结合微孔阵列的定向小角度辐射调控装置，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的中红外微透镜结合微孔阵列的定向小角度辐射调控装置，其特征在于：
7.根据权利要求1所述的中红外微透镜结合微孔阵列的定向小角度辐射调控装置，其特征在于：
8.根据权利要求1所述的中红外微透镜结合微孔阵列的定向小角度辐射调控装置，其特征在于：
9.根据权利要求1所述的中红外微透镜结合微孔阵列的定向小角度辐射调控装置，其特征在于：
10.根据权利要求1所述的中红外微透镜结合微孔阵列的定向小角度辐射调控装置，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种中红外微透镜结合微孔阵列的定向小角度辐射调控装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的中红外微透镜结合微孔阵列的定向小角度辐射调控装置，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求2所述的中红外微透镜结合微孔阵列的定向小角度辐射调控装置，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的中红外微透镜结合微孔阵列的定向小角度辐射调控装置，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的中红外微透镜结合微孔阵列的定向小角度辐射调控装置，其特征在于：
<...【专利技术属性】
技术研发人员：詹耀辉，陈犇，王震，王欢欢，
申请(专利权)人：爱思菲尔光学科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。