1 山东大学前沿交叉科学青岛研究院光-热辐射研究中心，山东 青岛 266237
2 山东大学能源与动力工程学院光-热辐射研究中心，山东 济南 250061
以六方碳化硅（4H-SiC）全介质谐振器为例，借助椭圆偏振实验与有限元电磁模拟系统地研究了温度与结构几何周期对其相干热发射的影响机制。研究结果表明：高温削弱了4H-SiC晶体的介电极化与超表面的相干热发射，而几何周期正向影响表面波传输模的激发与耦合强度，从而影响发射率的空间相干性；二者主要通过改变表面波有效传输长度来调节热发射的相干性。此外，全介质超表面谐振器的高Q值对温度与结构周期有很强的依赖性。所得结果可为相关极化超表面谐振器件在热发射调控领域的应用提供参考。
光谱学 表面声子极化 全介质超表面谐振器 相干热发射 温度 几何周期 光学学报
2023, 43(14): 1430001
在阴极灵敏度、微通道板固有增益、屏效以及屏压一定的条件下，超二代像增强器的最高亮度增益由微通道板增益所决定。实验中发现微通道板增益存在一个最高值，当微通道板增益超过最高值时，像增强器会产生自激发光。像增强器产生自激发光时，图像的对比度、分辨力消失，图像亮度的增强作用失去意义。因此超二代像增强器的最高亮度增益受自激发光的影响。超二代像增强器产生自激发光的原因是像增强器内部微通道板电子倍增形成了正反馈。微通道板的最高增益与光电阴极灵敏度、荧光屏铝膜的透过率成反比，所以在阴极灵敏度一定的条件下，影响微通道板最高增益的因数是荧光屏铝膜的透过率。在微通道板固有增益一定的条件下，提高微通道板的板压不会影响像增强器的分辨力和等效背景照度，但会降低像增强器的信噪比，因此信噪比又是影响超二代像增强器最高亮度增益的一个因数。要进一步提高超二代像增强器的最高亮度增益，在阴极灵敏度、屏效以及屏压一定的条件下，需要提高微通道板的固有增益，同时减小荧光屏铝膜的透过率。
像增强器 正反馈 微通道板 光电阴极 荧光屏 暗发射 Image intensifier Positive feedback Microchannel Plate Photocathode Phosphor screen Thermal emission
Author Affiliations
Abstract
1 School of EIC, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
2 National Key Laboratory of Science and Technology on Multi-Spectral Information Processing, Wuhan 430074, China
To achieve radar and infrared stealth, an infrared stealth layer is usually added to the radar absorbing material (RAM) of stealth aircraft. By analyzing the millimeter-wave (MMW) emissivities of three stealth materials, this Letter investigates the impact of the added infrared stealth layer on the originally “hot” MMW emission of RAM. The theoretical and measured results indicate that, compared with the monolayer RAM, the MMW emission of the bilayer material is still strong and its emissivity is reduced by 0.1–0.2 at almost every incident angle. The results partially demonstrate the feasibility of detecting stealth aircraft coated with this bilayer stealth material.
280.4991 Passive remote sensing 350.4010 Microwaves 120.1880 Detection 290.6815 Thermal emission Chinese Optics Letters
2016, 14(6): 062802
合肥工业大学计算机与信息学院, 合肥 230009
针对传统热辐射偏振模型忽略物体表面微观分布的问题, 进行红外热辐射偏振特性建模仿真研究, 基于微面元偏振双向反射分布函数 (pBRDF), 结合微观结构分布情况建立红外热辐射偏振度模型。利用红外热辐射发射率的平行和垂直分量的和分之差来表示偏振度, 根据基尔霍夫定律和微面元双向反射分布函数 (BRDF)得到发射率与半球空间反射率之间的关系, 最后将微面元 BRDF偏振化计算定向半球空间反射率, 继而得到定向发射率矩阵并计算偏振度。仿真结果表明, 模型仿真得到的红外热辐射偏振度与发射角的关系曲线与实际测量结果基本保持一致, 并且与传统红外热辐射偏振模型仿真结果相比较更符合实测值, 在表面粗糙度较大的情况下, 能够更准确地反映物体的红外热辐射偏振特性。
热辐射 红外偏振 偏振度 双向反射分布函数 thermal emission infrared polarization degree of polarization bidirectional reflectance distribution function
1 北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院，北京100191
2 中北大学 信息与通信工程学院，山西 太原030051
高速导弹光学窗口外存在激波层，为高度不均匀的梯度温度气体介质, 针对其中的热辐射传递开展一种有效数值求解方法研究.基于离散传递法的思想，利用光线传输模型寻找导引头探测口径内的视线路径，推衍出激波层的热辐射强度计算模型，并研究此模型所得激波层热辐射噪声与来流参数之间的关系，给出经验公式.结果表明, 对于3~8 μm红外波段，激波层热辐射噪声在大气层内受飞行高度影响很小，与马赫数关系密切.
辐射传递 热辐射 数值模拟 梯度温度 radiative transfer thermal emission numerical simulation graded temperature
1 北京林业大学 省部共建森林培育与保护教育部重点实验室, 北京 100083
2 国家知识产权局专利审查协作中心, 北京 100190
通过三维计算机模型TRGM模拟分析了抽穗期雄穗对玉米冠层热辐射方向性的影响, 并利用高架车平台和热像仪进行了地面遥感观测验证.结果表明, 雄穗的存在对整体冠层的热辐射方向性特征影响较小, 在建模和反演过程中可以忽略.
雄穗 热辐射方向性 遥感 tassel thermal emission directionality remote sensing
华南师范大学信息光电子科技学院光子信息技术广东省教育厅重点实验室, 广东 广州 510006
采用传输矩阵方法研究了二维光子晶体的热辐射性质.研究发现对于完整光子晶体，在反射带内的热辐射很弱.但通过改变光子晶体表层空气柱的半径，可以调控反射带内的热辐射谱，使得对应于部分波长的热辐射显著变大.这种热辐射的变化源于光子晶体表面模的激发.
光子晶体 传输矩阵 热辐射 吸收 photonic crystal transfer matrix thermal emission absorption
六硼化镧(LaB6)具有电子逸出功低、高熔点和高化学稳定性等优点,是制作热阴极和场发射阴极的理想发射体材料。而且在常规场发射尖锥表面涂敷一层LaB6薄膜能够大幅度提高场发射尖锥的发射能力。为了测量LaB6 薄膜的逸出功,采用电子束蒸发技术沉积LaB6薄膜,并对薄膜进行了X射线衍射分析和X射线光电谱分析。通过测量薄膜的热电子发射特性和敷LaB6薄膜的硅尖锥阵列的场致电子发射特性确定了LaB6薄膜的逸出功,与块状LaB6多晶材料的逸出功大体相同,说明电子束蒸发沉积技术适合于制备高纯度、低逸出功的LaB6薄膜。
六硼化镧 逸出功 电子束蒸发 热发射 场发射 Lanthanum hexaboride work function e-beam deposition thermal emission field emission
1 武汉光电国家实验室, 武汉 430074
2 华中科技大学光电子科学与工程学院, 武汉 430074
3 北京大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 北京 100871
4 美国乔治亚理工学院电子与计算机工程系, 亚特兰大 美国 30332
基于有限一维光子晶体表面电磁波理论,以探测CO2为例,设计了一个中心波长为4.23μm,发射率大于99%,发射谱线半高宽FWHM=49.9nm的窄带准相干红外发射光源.采用传输矩阵方法对这种光源进行了理论分析,并用时域有限差分(FDTD)方法对器件垂直入射时的反射谱和稳态电场分布进行了数值仿真,仿真光谱特征和理论计算得到的结果吻合,证明了这种窄带红外发射光源的可行性.
窄带红外热发射 光子晶体 传输矩阵 时域有限差分 narrowband infrared thermal emission photonic crystals transfer matrix finite difference time domain(FDTD)
北京航空航天大学航空科学与工程学院, 北京 100191
发展了二维梯度折射率介质热辐射传递的数值求解方法，研究了非线性折射率介质的表观方向发射率.研究结果表明，采用本文方法计算二维梯度折射率介质的表观方向发射率，最大相对误差小于1.6％.通过研究发现，二维非线性梯度折射率介质的热辐射能够呈现非常明显的定向辐射的特征，我们定义这种现象为类相干发射.
辐射传递 热发射 数值模拟 梯度折射率 类相干性 radiative transfer thermal emission numerical simulation graded index quasi-coherent property
