搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

一种基于光子晶体结构的坦克涂层设计

李文胜 罗时军 黄海铭 张琴 付艳华

引用本文:
Citation:

一种基于光子晶体结构的坦克涂层设计

李文胜, 罗时军, 黄海铭, 张琴, 付艳华

The design of tank coating based on photonic crystal

Li Wen-Sheng, Luo Shi-Jun, Huang Hai-Ming, Zhang Qin, Fu Yan-Hua
PDF
导出引用
  • 为减少坦克在实战中的红外辐射, 分析了坦克炮慢射后的辐射特征, 针对其炮管所辐射的特征波长在812 m的电磁波,选用常见的SiO2和Si为介质, 并在考虑各自色散关系的基础上, 设计了具有光子晶体结构的防辐射涂层. 数值计算表明: 当两介质各取4层, 其几何厚度分别取1330和825 nm时,在812 m 的范围内有一个严格的带隙. 当两介质的几何厚度增加, 带隙红移, 宽度增加, 反之亦然. 只要两介质的几何厚度变化不同时超过10%, 原带隙总是存在. 当介质层数取78时, 涂层在上述波长范围内的严格带隙已形成, 介质层数再增加, 带隙没有实质性的变化. 带隙结构对入射角的变化并不敏感.
    In order to reduce the infrared radiation of tank in actual combat, characteristics of tank barrel radiation after low speed firing are analyzed. Common SiO2 and Si are selected as the mediums according to the barrel radiation characteristic wavelength of 812 m. With the consideration of the dispersion relation, an insulating coating with photonic crystal structure is designed. Mathematical computation indicates that when the two mediums each have 4 layers and their geometric thicknesses are 1330 nm and 825 nm respectively, there will be a strict band gap of 812 m. When the geometric thicknesses of the two mediums increase, the band gap will have red shifts and the width will increase, and vice versa. As long as the geometry thickness variations of the two mediums are less than 10%, the original band gap will always exists. When the mediums are of 78 layers, the coating form a strict band gap in the above mentioned wavelength range. With the medium layer number increasing, there will be no substantial change with the band gap. The band gap structure is not sensitive to the change of incidence angle.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10974048)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 10974048).
    [1]

    Yablonovitch E 1987 Phys. Rev. Lett. 58 2059

    [2]

    Jhon S 1987 Phys. Rev. Lett. 58 2486

    [3]

    Olivier S, Rattier M, Benisty H, Weisbuch C, Smith C J M, de La Rue R M, Krauss T F, Oesterle U, Houdre R 2001 Phys. Rev. B 63 113311

    [4]

    Bayindir M, Temelkuran B, Ozbay E 2000 Phys. Rev. Lett. 84 2140

    [5]

    Li Z Y, Zhang Z Q 2000 Phys. Rev. B 62 1516

    [6]

    Belov P A 2003 Microw. Opt. Tech. Lett. 37 259

    [7]

    Chan D L, Soljacic M, Joannopoulos J D 2006 Phys. Rev. E 74 016609

    [8]

    Liu D M, Han P 2010 Acta Phys. Sin. 59 7066 (in Chinese) [刘冬梅, 韩鹏 2010 物理学报 59 7066]

    [9]

    Li W S, Huang H M, Fu Y H, Zhang Q, Shi D F 2012 Infrared and Laser Engineering 41 69 (in Chinese) [李文胜,黄海铭,付艳华,张琴,是度芳 2012红外与激光工程 41 69]

    [10]

    Jiang H T, Chen H, Li H Q, Zhang Y W, Zhu S Y 2003 Appl. Phys. Lett. 83 5386

    [11]

    Shen J P, Liu J Y, Hu D G 2007 Infrared and Laser Engineering 36 555 (in Chinese) [沈均平, 刘建永, 胡登高2007红外与激光工程 36 555]

    [12]

    Lü J W, Li H Y, Zhu M 2006 Modern Defense Technolog 34 92 (in Chinese) [吕俊伟, 李海燕, 朱敏 2006 现代防御技术 34 92]

    [13]

    Mu L, Wang L X, Huang Y 2007 Mater. Rev. 1 122 (in Chinese) [沐磊,王丽熙, 黄芸2007 材料导报 1 122]

    [14]

    Zeng J Y 2003 Quantum Mechanics (Beijing: Science Press) p9 (in Chinese) [曾谨言2003 量子力学 (北京:科学出版社) 第9页]

    [15]

    Quan X L, Yang X B 2009 Chin. Phys. B 18 5313

    [16]

    Dong L J, Jiang H T, Yang C Q, Shi Y L 2007 Acta Phys. Sin. 56 4657 (in Chinese) [董丽娟,江海涛,杨成全,石云龙 2007 物理学报 56 4657]

    [17]

    Chen L, He S L, Shen L F 2003 Acta Phys. Sin. 52 2386 (in Chinese) [陈龙, 何赛灵, 沈林放 2003 物理学报 52 2386]

    [18]

    Liu Q H, Hu D S, Yin X G, Wang Y Q 2011 Acta Phys. Sin. 60 094101 (in Chinese) [刘其海, 胡冬生,尹小刚, 王彦庆 2011物理学报 60 094101]

    [19]

    Song G, Xu J P, Yang Y P 2011 Acta Phys. Sin. 60 074101 (in Chinese) [宋戈, 许静平, 羊亚平 2011 物理学报 60 074101]

    [20]

    Lin Y C, Lu W Q 1990 Principle of Optical Thin Films (1st Ed.) (Beijing: National Defense Industry Press) p40 (in Chinese) [林永昌, 卢维强1999光学薄膜原理 (北京:国防工业出版社) 第40页]

  • [1]

    Yablonovitch E 1987 Phys. Rev. Lett. 58 2059

    [2]

    Jhon S 1987 Phys. Rev. Lett. 58 2486

    [3]

    Olivier S, Rattier M, Benisty H, Weisbuch C, Smith C J M, de La Rue R M, Krauss T F, Oesterle U, Houdre R 2001 Phys. Rev. B 63 113311

    [4]

    Bayindir M, Temelkuran B, Ozbay E 2000 Phys. Rev. Lett. 84 2140

    [5]

    Li Z Y, Zhang Z Q 2000 Phys. Rev. B 62 1516

    [6]

    Belov P A 2003 Microw. Opt. Tech. Lett. 37 259

    [7]

    Chan D L, Soljacic M, Joannopoulos J D 2006 Phys. Rev. E 74 016609

    [8]

    Liu D M, Han P 2010 Acta Phys. Sin. 59 7066 (in Chinese) [刘冬梅, 韩鹏 2010 物理学报 59 7066]

    [9]

    Li W S, Huang H M, Fu Y H, Zhang Q, Shi D F 2012 Infrared and Laser Engineering 41 69 (in Chinese) [李文胜,黄海铭,付艳华,张琴,是度芳 2012红外与激光工程 41 69]

    [10]

    Jiang H T, Chen H, Li H Q, Zhang Y W, Zhu S Y 2003 Appl. Phys. Lett. 83 5386

    [11]

    Shen J P, Liu J Y, Hu D G 2007 Infrared and Laser Engineering 36 555 (in Chinese) [沈均平, 刘建永, 胡登高2007红外与激光工程 36 555]

    [12]

    Lü J W, Li H Y, Zhu M 2006 Modern Defense Technolog 34 92 (in Chinese) [吕俊伟, 李海燕, 朱敏 2006 现代防御技术 34 92]

    [13]

    Mu L, Wang L X, Huang Y 2007 Mater. Rev. 1 122 (in Chinese) [沐磊,王丽熙, 黄芸2007 材料导报 1 122]

    [14]

    Zeng J Y 2003 Quantum Mechanics (Beijing: Science Press) p9 (in Chinese) [曾谨言2003 量子力学 (北京:科学出版社) 第9页]

    [15]

    Quan X L, Yang X B 2009 Chin. Phys. B 18 5313

    [16]

    Dong L J, Jiang H T, Yang C Q, Shi Y L 2007 Acta Phys. Sin. 56 4657 (in Chinese) [董丽娟,江海涛,杨成全,石云龙 2007 物理学报 56 4657]

    [17]

    Chen L, He S L, Shen L F 2003 Acta Phys. Sin. 52 2386 (in Chinese) [陈龙, 何赛灵, 沈林放 2003 物理学报 52 2386]

    [18]

    Liu Q H, Hu D S, Yin X G, Wang Y Q 2011 Acta Phys. Sin. 60 094101 (in Chinese) [刘其海, 胡冬生,尹小刚, 王彦庆 2011物理学报 60 094101]

    [19]

    Song G, Xu J P, Yang Y P 2011 Acta Phys. Sin. 60 074101 (in Chinese) [宋戈, 许静平, 羊亚平 2011 物理学报 60 074101]

    [20]

    Lin Y C, Lu W Q 1990 Principle of Optical Thin Films (1st Ed.) (Beijing: National Defense Industry Press) p40 (in Chinese) [林永昌, 卢维强1999光学薄膜原理 (北京:国防工业出版社) 第40页]

  • [1] 杜春阳, 郁殿龙, 刘江伟, 温激鸿. X形超阻尼局域共振声子晶体梁弯曲振动带隙特性. 物理学报, 2017, 66(14): 140701. doi: 10.7498/aps.66.140701
    [2] 刘艳玲, 刘文静, 包佳美, 曹永军. 二维复式晶格磁振子晶体的带隙结构. 物理学报, 2016, 65(15): 157501. doi: 10.7498/aps.65.157501
    [3] 胡晓颖, 郭晓霞, 胡文弢, 呼和满都拉, 郑晓霞, 荆丽丽. 旋转方形散射体对三角晶格磁振子晶体带结构的优化. 物理学报, 2015, 64(10): 107501. doi: 10.7498/aps.64.107501
    [4] 胡晓颖, 呼和满都拉, 曹永军. 三角晶格磁振子晶体带结构的优化研究. 物理学报, 2014, 63(14): 147501. doi: 10.7498/aps.63.147501
    [5] 陈阿丽, 梁同利, 汪越胜. 二维8重固-流型准周期声子晶体带隙特性研究. 物理学报, 2014, 63(3): 036101. doi: 10.7498/aps.63.036101
    [6] 胡家光, 徐文, 肖宜明, 张丫丫. 晶格中心插入体的对称性及取向对二维声子晶体带隙的影响. 物理学报, 2012, 61(23): 234302. doi: 10.7498/aps.61.234302
    [7] 曹永军, 云国宏, 那日苏. 平面波展开法计算二维磁振子晶体带结构. 物理学报, 2011, 60(7): 077502. doi: 10.7498/aps.60.077502
    [8] 王立勇, 曹永军. 散射体排列方式对二维磁振子晶体带隙结构的影响. 物理学报, 2011, 60(9): 097501. doi: 10.7498/aps.60.097501
    [9] 许振龙, 吴福根. 基元配置对二维光子晶体不同能带之间带隙的调节和优化. 物理学报, 2009, 58(9): 6285-6290. doi: 10.7498/aps.58.6285
    [10] 张拴勤, 石云龙, 黄长庚, 连长春. 隐身涂层的光谱反射特性设计. 物理学报, 2007, 56(9): 5508-5512. doi: 10.7498/aps.56.5508
    [11] 关春颖, 苑立波. 六角蜂窝结构光子晶体异质结带隙特性研究. 物理学报, 2006, 55(3): 1244-1247. doi: 10.7498/aps.55.1244
    [12] 张永康, 孔德军, 冯爱新, 鲁金忠, 葛 涛. 涂层界面结合强度检测研究(Ⅱ):涂层结合界面应力检测系统. 物理学报, 2006, 55(11): 6008-6012. doi: 10.7498/aps.55.6008
    [13] 赵 芳, 苑立波. 二维复式格子声子晶体带隙结构特性. 物理学报, 2005, 54(10): 4511-4516. doi: 10.7498/aps.54.4511
    [14] 周 梅, 陈效双, 徐 靖, 曾 勇, 吴砚瑞, 陆 卫, 王连卫, 陈 瑜. 中红外波段硅基两维光子晶体的光子带隙. 物理学报, 2005, 54(1): 411-415. doi: 10.7498/aps.54.411
    [15] 周 梅, 陈效双, 徐 靖, 陆 卫. 硅基两维光子晶体的制备和光子带隙特性. 物理学报, 2004, 53(10): 3583-3586. doi: 10.7498/aps.53.3583
    [16] 刘晓东, 王义全, 许兴胜, 程丙英, 张道中. 具有态守恒赝隙的光子晶体中两能级原子自发辐射的增强与抑制. 物理学报, 2004, 53(1): 125-131. doi: 10.7498/aps.53.125
    [17] 李 岩, 郑瑞生, 冯玉春, 牛憨笨. 含有理想导体的准分形结构光子晶体的能带. 物理学报, 2004, 53(9): 3205-3210. doi: 10.7498/aps.53.3205
    [18] 仇高新, 林芳蕾, 李永平. 利用复式晶胞实现二维正方形布拉菲格子光子晶体的完全带隙. 物理学报, 2003, 52(3): 600-603. doi: 10.7498/aps.52.600
    [19] 庄飞, 何赛灵, 何江平, 冯尚申. 大带隙的二维各向异性椭圆介质柱光子晶体. 物理学报, 2002, 51(2): 355-361. doi: 10.7498/aps.51.355
    [20] 庄飞, 吴良, 何赛灵. 用线性变换方法计算二维正方晶胞正n边形直柱光子晶体的带隙结构. 物理学报, 2002, 51(12): 2865-2870. doi: 10.7498/aps.51.2865
计量
  • 文章访问数:  6314
  • PDF下载量:  575
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-12-16
  • 修回日期:  2012-01-11
  • 刊出日期:  2012-08-05

/

返回文章
返回