Page 110 - 《精细化工》2021年第11期

·2256· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

述规律。由光的干涉条件，干涉发生与频率相位和 件使反射光谱发生红移的模拟研究结论相一致。
光程差有关，光照射表面后发生透射与反射，透射 2.5 最佳结构
光同样发生透射与反射，增加层厚将使透射光发生 通过对结构参数优化，确定最优的模拟结构如
再次透射的位置向两侧移动，最终导致干涉频率发 图 9 所示。由图 9 可知，上下边界矩形厚度 2 μm，
生红移。 空气层厚 2 μm 折射率为 1，材料层厚 1.37 μm 折射
周期指的是距离最近的两个文石层之间的距 率为 2，共 42 层的周期性结构，其长度可按照实际
离。与层厚研究相类似，首先设置公差 20 nm，取 的要求进行取值。其反射率如图 10 所示。根据图
0.491、0.511、0.531、0.551、0.571 μm 5 组距离进 10，该模拟结构满足红外隐身的要求。
行模拟，所得反射光谱如图 8 所示。从该反射光谱
提取在公差为 20 nm 周期下，仿鲍鱼壳模拟结构的
反射峰峰值处左右顶点波长的结果如表 2 所示。

图 9 最佳模拟结构及其简化模型
Fig. 9 Optimum simulation structure and simplified model

a—公差 20 nm；b—公差 1 μm
图 8 周期对反射率的影响
Fig. 8 Effect of period on reflectivity

表 2 在公差为 20 nm 周期下模拟结构的反射峰峰值处
λ l 、λ r 、λ d 及平均波长 图 10 层厚 1.37 μm 周期 3.37 μm 下模拟结构的频率-反
Table 2 λ l , λ r , λ d and average wavelength at peak values of 射率关系图
a simulated abalone shell structure with a tolerance Fig. 10 Frequency-reflectivity relationship of simulated
of 20 nm period structure with a layer thickness of 1.37 μm and a
周期/μm λ l/μm λ r/μm λ d/μm 平均波长/μm period of 3.37 μm

0.491 1.582 1.546 0.036 1.564
2.6 树脂模型制备
0.511 1.642 1.586 0.056 1.614
为直观了解层状模型对于红外反射率的影响，
0.531 1.701 1.622 0.079 1.661
对由质量分数 10%、12%、14%、16%和 18%的 PVA
0.551 1.766 1.668 0.098 1.717
溶液制得的树脂模型进行横截面 SEM 测试，见图
0.571 1.826 1.709 0.117 1.767
11。由图 11 可见，当 PVA 质量分数超过 10%，横
由表 2 可知，每增加周期 20 nm，λ d 增加约 截面随着 PVA 质量分数的提高逐渐出现 10~40 μm
20 nm，峰的位置向红外波段偏移约 50 nm，增加公 的脊状结构。图 12 为质量分数 10%的 PVA 树脂模
差大小为 1 μm 规律不变。此结果与层厚影响干涉条 型冻干样品横截面 SEM 图。