为研究红外低发射率隐身涂层对太赫兹波的反射特性, 制备了红外低发射率隐身涂料, 测试了其可见光效果、 红外热像图及红外发射率等特性参数。 以土黄色红外低发射率涂料为测试样品, 利用透射式太赫兹时域光谱系统获得了样品在太赫兹波段的复折射率。 分析了特征矩阵理论, 并利用特征矩阵理论计算了涂层厚度(0.3~0.5 mm)与入射角度(0°~60°)的变化对入射太赫兹波反射特性的影响。 结果表明, 在相应厚度及入射角度范围内, 太赫兹波在0.8 THz频率下具有多个反射峰值, 最高值可达90%以上, 有利于实现太赫兹波对红外低发射率隐身涂层下金属目标的探测。 此外, 涂层厚度变化对入射太赫兹波反射率具有较大影响, 涂层越厚, 太赫兹波的反射振荡越多, 反射峰值越大。 入射角度对太赫兹波的反射特性具有一定的影响, 但整体影响不大, 有利于太赫兹波实现多角度目标的探测。 最后, 以表面均匀涂覆0.42 mm厚涂料的金属板为测试样品, 实验测量了样品在0.1~1.5 THz频率范围内的反射特性, 并与部分理论计算结果进行对比。 结果表明: 实验测量结果与理论计算结果在数值和趋势上较为吻合, 但也存在一定的偏差。 究其原因, 主要由样品厚度和样品参数误差导致, 但依然可利用特征矩阵理论研究红外低发射率涂层对太赫兹波的反射光谱特性。

为制备出宽波段磁波衰减材料, 采用水热法制备得到了石墨烯/铜镍铁氧体复合材料(CNFRGO), 并对其进行SEM、XRD、红外光谱和拉曼光谱表征分析; 然后测量其2~18 GHz的电磁参数, 并计算其损耗角正切值和反射损耗, 进而分析其微波衰减性能; 最后, 测量其中远红外波段的复折射率, 利用测量数据和T矩阵法计算分析其红外波段消光和吸收性能。结果表明, 尖晶石型铜镍铁氧体纳米颗粒吸附在还原石墨烯上, 粒径大部分约为20 nm; CNFRGO同时具有介电损耗和磁损耗两种机制, 其反射损耗低于-10 dB的频宽为3.7 GHz, 在11.8 GHz处有峰值-14.7 dB; CNFRGO在近红外波段消光较强主要由散射引起, 中远红外波段则主要由吸收决定, 而其吸收能力在近红外和中红外波段较强, 但在远红外大气窗口内相对较弱。因此, CNFRGO可同时吸收微波和红外辐射, 是一种良好的微波与红外兼容材料。

采用原位还原法制备了还原石墨烯/纳米铜复合材料, 对其进行表征分析.测量该材料的中远红外波段的复折射率, 计算其吸收系数和大气窗口内的法向光谱发射率并进行实验验证, 进而分析其在中远红外波段的吸收和辐射性能.结果表明, 纳米铜吸附在还原石墨烯表面, 粒径集中在15~25 nm; 不同尺寸的纳米铜、还原石墨烯及其表面缺陷和官能团等的吸收特性, 使该复合材料在8~9.2 μm、6~6.5 μm、2~3 μm波段内的吸收较强, 且在远红外波段吸收最强; 其在3~5 μm的法向发射率在0.65~0.68范围内, 法向发射率在8~9.5 μm内有最小值0.53, 而后稳定在0.58左右, 其总法向发射率分别为0.66和0.59, 且与测量值相符.该复合材料可用于红外吸收、消光材料和隐身涂料等方面.

在对氧化和还原石墨烯近紫外到近红外波段反射率谱测量的基础上, 利用Kramers-Kronig关系计算其复折射率, 并反推反射率与光谱分析确定误差水平; 运用T矩阵法计算其在该波段的吸收和消光效率因子, 分析其消光和吸收性能.结果表明, 反推反射率值与实测值误差在10-6量级, 且其吸收谱线特征与复折射率虚部吻合; 还原石墨烯的可见光-近红外消光和吸收较强, 但紫外消光和吸收较弱; 氧化石墨烯在紫外-可见光波段的消光和吸收较强, 但在近红外波段迅速减弱.因此, 该计算方法在两种材料上适用, 且氧化和还原石墨烯均可用作宽波段的光吸收或消光材料, 但还原石墨烯近紫外波段以及氧化石墨烯近红外波段的性能有待改善.