隨著納米光子學的不斷發(fā)展,人類得以在微納米尺度調控光與物質的相互作用,使得入射到物體表面的光波實現(xiàn)特殊的反射、透射、吸收、散射等特性。二元光學、光子晶體、超材料、拓撲材料等各式新穎的結構大大豐富了調控手段,催生了一大批新穎的光學功能器件。包括寬帶吸收器件、結構色器件、光學隱身器件、光學異常折射器件等在內的眾多器件,使得人們可以用前所未有的方式對光波在內的電磁波進行任意調控。本文中,我們研究了利用微結構對光波進行調控,主要包括寬帶吸收材料及其輻射散熱性質、單片集成的結構色器件以及動態(tài)可調的透射式結構色器件三個方面。首先,基于碳基材料,我們提出了一種制備寬帶吸收材料的新工藝——自掩膜刻蝕效應。利用該效應,我們在普通的壓縮石墨板上制備了直徑百納米的納米針結構。控制刻蝕工藝,我們可以控制納米針結構的高度,進而控制器件的吸收特性。實驗結果表明,該器件在400 nm-10 μm波段都可以實現(xiàn)大于99%的吸收率。同樣的,我們在柔性石墨膜上也制備了納米針結構,該器件在400 nm-15 μm可以實現(xiàn)99%的吸收率。同時,實驗測得該器件的導熱率高達630 Wm-1K-1。我們還測試了該器件的輻射散熱效果...

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【學位級別】：博士

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致謝
摘要
Abstract
縮寫和符號清單
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 光吸收(輻射)器件及應用
        1.2.1 吸收(輻射)器件的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 吸收(輻射)器件在太陽能方面的應用
        1.2.3 吸收(輻射)器件在熱管理方面的應用
    1.3 結構色器件
    1.4 研究內容與創(chuàng)新點
        1.4.1 主要內容
        1.4.2 創(chuàng)新點
2 吸收體與結構色器件的研究方法
    2.1 理論基礎
        2.1.1 黑體輻射
        2.1.2 液晶
    2.2 數(shù)值仿真方法
        2.2.1 FDTD算法
        2.2.2 法布里-珀羅腔
        2.2.3 顏色計算
    2.3 工藝制備方法
        2.3.1 薄膜工藝
        2.3.2 圖案化工藝
    2.4 測試方法
    2.5 本章小結
3 石墨納米針寬帶光吸收器件
    3.1 引言
    3.2 器件制備與表征
        3.2.1 器件制備
        3.2.2 形貌表征
        3.2.3 反射率測試
    3.3 原理分析
    3.4 本章小結
4 基于寬帶吸收體的輻射散熱器件
    4.1 引言
    4.2 器件制備與表征
        4.2.1 器件制備
        4.2.2 形貌表征
        4.2.3 吸收率測試
        4.2.4 導熱性能測試
        4.2.5 散熱性能測試
    4.3 原理分析
    4.4 本章小結
5 單片集成的階梯式FP腔結構色器件
    5.1 引言
    5.2 結構設計
    5.3 器件制備
    5.4 測試與表征
    5.5 本章小結
6 基于液晶的動態(tài)結構色器件
    6.1 引言
    6.2 結構設計
    6.3 制備與測試
    6.4 原理分析
    6.5 本章小結
7 總結與展望
參考文獻
附錄
作者簡介



本文編號：3842719