一种可见光透明的超材料吸波器的制备方法及装置与流程

本发明涉及材料，具体为一种可见光透明的超材料吸波器的制备方法及装置。

背景技术：

1、超材料吸波器作为超材料研究的一个重要内容,由于其具有结构紧凑、重量轻、超薄及易于与电子设备集成等优势,已成为雷达射频隐身和电子信息系统电磁兼容、屏蔽领域的研究热点，具有较高的应用价值，可见光透明兼容红外伪装的超材料吸波器具有更加广泛的应用，在飞机驾驶舱观察窗、医院医疗设备及电子液晶屏等需要电磁防护的设备上具有更广泛的应用。

2、超材料吸波器的电磁波吸收性能主要取决于周期性结构的图案及材料组成，目前市场上的超材料吸波器图案成分主要是导电金属结构，为了改善吸波器电磁波吸收性能，需要对导电金属进行结构设计，相应的超材料吸收器电磁波吸收带宽窄，难以满足宽频带强吸收的需求，且基于金属的超材料吸波器可见光透明特性差，不能在一些特定场合使用，同时难以实现红外伪装的效果。

3、针对上述问题，在原有的可见光透明的超材料吸波器的制备方法及装置的基础上进行创新设计。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种可见光透明的超材料吸波器的制备方法及装置，采用本装置进行工作，从而解决了现有的可见光透明的超材料吸波器的制备方法及装置存在吸波带宽窄、可见光透明性差以及难以实现红外伪装效果的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可见光透明的超材料吸波器装置，包括：红外隐身层、第一pmma层、微波吸收层、第二pmma层和微波反射层；

3、红外隐身层、微波吸收层和微波反射层为以聚对苯二甲酸乙二醇酯膜基层通过磁控溅射制备的不同电阻率的氧化铟锡薄膜，红外隐身层用于降低红外发射率以实现红外隐身，并与微波吸收层协同工作，微波吸收层用于吸收微波频段的电磁波，微波反射层用于反射微波以配合微波吸收层调节吸波效果，同时因其材料特性辅助实现红外隐身；

4、第一pmma层和第二pmma层均由聚甲基丙烯酸甲酯或聚氯乙烯制成的板状构件，第一pmma层用于隔开红外隐身层和微波吸收层，同时保证可见光的透过性，第二pmma层用于隔开微波吸收层和微波反射层，同时也保证可见光的透过性。

5、进一步，所述红外隐身层为低电阻率的红外地发射率氧化铟锡图案化薄膜，所述微波吸收层为高电阻率的氧化铟锡图案化薄膜，所述微波反射层为低电阻的氧化铟锡薄膜。

6、一种可见光透明的超材料吸波器的制备方法，包括以下步骤；

7、s1：以聚对苯二甲酸乙二醇酯膜作为基底,通过磁控溅射的方法制备不同电阻率的氧化铟锡薄膜；

8、s2：依据设计优化的结构参数和特定阻值的氧化铟锡电阻膜，通过激光刻蚀技术获得图案化的氧化铟锡薄膜：

9、s3：以低表面电阻的氧化铟锡薄膜放置在底层作为反射层，在其上依次放置可见光透明的聚甲基丙烯酸甲酯或聚氯乙烯板、高电阻率的氧化铟锡图案化薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯或聚氯乙烯板和低电阻率的红外地发射率氧化铟锡图案化薄膜，他们之间通过透明胶水或树脂进行黏合；

10、s4：将多层结构进行热压，获得可见光透明的超材料吸波器。

11、进一步，所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜厚度为0.175mm，所述氧化铟锡薄膜的厚度为1.2～1.75mm，所述聚甲基丙烯酸甲酯或聚氯乙烯板的厚度范围为1mm～3mm。

12、进一步，所述氧化铟锡薄膜表面电阻率范围为6～300ω/sq。

13、进一步，所述叠层热压温度范围为50～70℃，压力范围为5～10mpa。

14、进一步，所述低电阻率的红外地发射率氧化铟锡图案化薄膜电阻为6ω/sq。

15、进一步，所述低电阻率的红外地发射率氧化铟锡图案化薄膜厚度为1mm，所述高电阻率的氧化铟锡图案化薄膜厚度为1.5mm。

16、进一步，所述高电阻率的氧化铟锡图案化薄膜的电阻为100ω/sq，所述高电阻率的氧化铟锡图案化薄膜的电阻为6ω/sq。

17、进一步，所述红外隐身层为低电阻率的红外地发射率氧化铟锡图案化薄膜具有尺寸渐变的结构单元或均匀分割的方块结构单元，所述红外隐身层为低电阻率的红外地发射率氧化铟锡图案化薄膜的尺寸渐变的结构单元占空比为0.7，所述红外隐身层为低电阻率的红外地发射率氧化铟锡图案化薄膜的均匀分割的方块结构单元占空比为0.75。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

19、1、本发明提出的一种可见光透明的超材料吸波器的制备方法及装置，现有的可见光透明的超材料吸波器的制备方法及装置存在吸波带宽窄、可见光透明性差以及难以实现红外伪装效果；本发明包括红外隐身层、第一pmma层、微波吸收层、第二pmma层和微波反射层，其利用氧化铟锡薄膜及聚甲基丙烯酸甲酯或聚氯乙烯板的可见光透明特性，按一定的顺序组合排列，可获得可见光透明的超材料吸收器，再利用具有电阻损耗的氧化铟锡作为吸收剂，在引入电磁共振损耗的同时增加了电阻损耗，有利于提升其吸收带宽及吸收强度；

20、2、本发明充分利用氧化铟锡的可调电阻特性，及氧化铟锡薄膜的可图案化特性，通过结构优化与填充比调节可实现红外双隐身特性，通过提高红外隐身层中的高导电氧化铟锡薄膜的占空比，可进一步降低其红外发射率，提高红外隐身特性；

21、3、本发明利用具有光学透明效果的不同表面电阻率的氧化铟锡薄膜材料，利用激光刻蚀技术实现设计的图案，并通过高占空比的高导电氧化铟锡薄膜作为低红外发射层，实现可见光透明、红外伪装的宽频带强吸收吸波器。

技术特征：

1.一种可见光透明的超材料吸波器装置，其特征在于，包括：红外隐身层(1)、第一pmma层(2)、微波吸收层(3)、第二pmma层(4)和微波反射层(5)；

2.根据权利要求1所述的一种可见光透明的超材料吸波器装置，其特征在于：所述红外隐身层(1)为低电阻率的红外地发射率氧化铟锡图案化薄膜，所述微波吸收层(3)为高电阻率的氧化铟锡图案化薄膜，所述微波反射层(5)为低电阻的氧化铟锡薄膜。

3.根据权利要求2所述的一种可见光透明的超材料吸波器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤；

4.根据权利要求3所述的一种可见光透明的超材料吸波器的制备方法，其特征在于：所述聚对苯二甲酸乙二醇酯膜厚度为0.175mm，所述氧化铟锡薄膜的厚度为1.2～1.75mm，所述聚甲基丙烯酸甲酯或聚氯乙烯板的厚度范围为1mm～3mm。

5.根据权利要求3所述的一种可见光透明的超材料吸波器的制备方法，其特征在于：所述氧化铟锡薄膜表面电阻率范围为6～300ω/sq。

6.根据权利要求3所述的一种可见光透明的超材料吸波器的制备方法，其特征在于：所述叠层热压温度范围为50～70℃，压力范围为5～10mpa。

7.根据权利要求3所述的一种可见光透明的超材料吸波器的制备方法，其特征在于：所述低电阻率的红外地发射率氧化铟锡图案化薄膜电阻为6ω/sq。

8.根据权利要求3所述的一种可见光透明的超材料吸波器的制备方法，其特征在于：所述低电阻率的红外地发射率氧化铟锡图案化薄膜厚度为1mm，所述高电阻率的氧化铟锡图案化薄膜厚度为1.5mm。

9.根据权利要求3所述的一种可见光透明的超材料吸波器的制备方法，其特征在于：所述高电阻率的氧化铟锡图案化薄膜的电阻为100ω/sq，所述高电阻率的氧化铟锡图案化薄膜的电阻为6ω/sq。

10.根据权利要求3所述的一种可见光透明的超材料吸波器的制备方法，其特征在于：所述低电阻率的红外地发射率氧化铟锡图案化薄膜具有尺寸渐变的结构单元或均匀分割的方块结构单元，所述低电阻率的红外地发射率氧化铟锡图案化薄膜的尺寸渐变的结构单元占空比为0.7，所述低电阻率的红外地发射率氧化铟锡图案化薄膜的均匀分割的方块结构单元占空比为0.75。

技术总结
本发明涉及材料技术领域，公开了一种可见光透明的超材料吸波器的制备方法及装置，本发明解决了现有的可见光透明的超材料吸波器的制备方法及装置存在吸波带宽窄、可见光透明性差以及难以实现红外伪装效果的问题。本发明红外隐身层、第一PMMA层、微波吸收层、第二PMMA层和微波反射层，其利用氧化铟锡薄膜及聚甲基丙烯酸甲酯或聚氯乙烯板的可见光透明特性组合排列，以具有电阻损耗的氧化铟锡为吸收剂，引入电磁共振损耗同时增加电阻损耗，提升吸收带宽及强度，充分利用氧化铟锡可调电阻及可图案化特性，提高红外隐身层中高导电氧化铟锡薄膜占空比可降红外发射率，利用不同表面电阻率的透明氧化铟锡薄膜，实现可见光透明、红外伪装的宽频带强吸收。

技术研发人员：罗辉,缑昌东,田城华,胡庆江,高敬民,沈凤娟
受保护的技术使用者：南通盛和益新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/18