_ Whole-infrared- Camuflarea cu bandă cu disipare radiativă a căldurii în bandă dublă

Camuflajul se referă la capacitatea de a reduce semnalul captat de detectoare, îmbunătățind astfel ratele de supraviețuire. Cu toate acestea, combinația de detectoare care funcționează în mai multe benzi spectrale reprezintă o provocare semnificativă, necesitând dezvoltarea tehnologiilor de camuflaj multibandă. În plus, camuflajul intră de obicei în conflict cu cerințele de disipare a căldurii radiative, care au contribuții semnificative la gestionarea termică a obiectelor.

Obiectele își trădează de obicei prezența prin două tipuri de semnale: semnale reflectate de la surse de lumină externe și semnale de emisie termică. din obiectele în sine. Pe de o parte, obiectele din natură sunt iluminate de surse de lumină exterioare, dintre care radiația solară este cea mai semnificativă. Radianța solară își emite energia în principal în intervalul spectral de 0,15–4 μm și joacă un rol crucial în vizibil (VIS, 400–780 nm), în infraroșu apropiat (NIR, 0,78–1,4 μm) și în infraroșu cu unde scurte ( benzi de detecție SWIR, 1,4–2,5 μm.

Pe de altă parte, obiectele radiază energie prin emisie termică, care poate fi detectată de detectoare care funcționează în ferestrele de transmisie atmosferică (infraroșu cu undă medie (MWIR, 3). –5 μm) și infraroșu cu undă lungă (LWIR, 8–14 μm)). Odată cu creșterea temperaturii, lungimea de undă de vârf a emisiei termice se schimbă în direcția undei scurte, făcând semnalul radiativ din banda SWIR să nu fie neglijat.

Într-o nouă lucrare publicată în Light: Science & Applications, a o echipă de oameni de știință, condusă de profesorul Qiang Li de la Laboratorul cheie de instrumente optice moderne, Colegiul de Știință și Inginerie Optică, Universitatea Zhejiang, China, și colegii de muncă au dezvoltat un dispozitiv de camuflaj cu bandă infraroșu, care este compatibil cu radiații. disiparea căldurii în două benzi nedetectate (2,5–3 μm și 5–8 μm). Pe baza înțelegerii surselor de semnal, aceștia au propus caracteristicile spectrale ale dispozitivelor de camuflaj:

Structura multistrat Al2O3/Ge/Al2O3/Ge/ZnS/GST/Ni este folosită pentru a modula structura ultra-largă. spectrul de la vizibil la domeniul LWIR. Arhitectura unică a acestei structuri îi permite să răspundă cerințelor variate ale întregii game de infraroșii și ale zonei vizibile, realizând în același timp o disipare eficientă a căldurii radiative în două benzi nedetectate.

Aparând gri-albastru, modelul fabricat eșantionul prezintă o reflectivitate medie scăzută în benzile VIS/NIR (0,129/0,281). Când se încălzește până la 200 ° C, temperaturile radiative (aparente) ale probei sub camerele MWIR/LWIR sunt doar de 86,3 ° C/94,7 ° C. În comparație cu corpul negru de referință, intensitatea semnalului probei este cu 39,3% mai mică sub camera SWIR. În special, performanța de camuflaj SWIR este demonstrată sub radiația solară. La temperaturi mai ridicate, proba prezintă o intensitate a semnalului mai mică decât referința Cr în toate direcțiile de observare. În timp ce la temperaturi mai scăzute, proba menține marginea cu excepția direcției de reflexie speculară a radiației solare.

Eficacitatea disipării căldurii radiative este demonstrată prin punerea probei și a referinței Cr supuse aceleiași încălziri electrice de intrare. putere. La o putere de intrare de 20 W (echivalent cu o densitate de putere de 2000 Wm−2), temperatura de suprafață a probei este de 174,5 ° C, ceea ce este cu 14,4 ° C mai mică decât cea a referinței Cr.

Aceste temperaturile mai scăzute ale suprafeței ajută la reducerea sarcinii termice și la îmbunătățirea performanței camuflajului MWIR și LWIR.

„Această lucrare oferă un ghid cuprinzător pentru dezvoltarea tehnologiilor de camuflaj compatibile cu disiparea radiativă a căldurii, împotriva surselor de semnal complicate și a tehnologiilor detective multispectrale. ”, au remarcat oamenii de știință.

„Acest dispozitiv pentru camuflajul întregii benzi în infraroșu poate facilita aplicațiile care necesită manipulare sofisticată a spectrului și poate stimula căi inovatoare pentru tehnologiile moderne de management termic și poate contribui la un viitor eficient din punct de vedere energetic”, spun ei.

(Fluierul)