在熱輻射調(diào)控領(lǐng)域，科學(xué)家們一直在探索如何更有效地控制熱輻射的方向和強(qiáng)度，這對于輻射制冷、熱偽裝以及紅外信息加密等技術(shù)具有深遠(yuǎn)影響。然而，傳統(tǒng)的熱輻射調(diào)控手段往往局限于振幅或方向的單一調(diào)控，難以兼顧兩者。隨著納米光子學(xué)的快速發(fā)展，光譜工程化技術(shù)取得了顯著進(jìn)步，但熱輻射方向調(diào)控的研究進(jìn)展相對緩慢，主要受制于復(fù)雜的原理與結(jié)構(gòu)設(shè)計。FXj28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

現(xiàn)有定向熱輻射方法，如表面等離子體光柵結(jié)構(gòu)、梯度介電常數(shù)近零（ENZ）材料、布儒斯特效應(yīng)和幾何光學(xué)方法等，雖然在一定程度上實現(xiàn)了定向熱輻射，但面臨制造難度大、工作帶寬有限以及自然材料選擇受限等問題。這些方法大多具有偏振依賴性，雖然這一特性降低了器件的整體熱輻射效率，但也為探索新的應(yīng)用場景提供了可能。FXj28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

近期，由東南大學(xué)、中科院上海硅酸鹽所以及香港大學(xué)的科研團(tuán)隊聯(lián)手，提出了一種創(chuàng)新的解決方案——基于二氧化釩（VO?）的超寬帶定向可調(diào)熱發(fā)射器（UDTTE）。該發(fā)射器巧妙結(jié)合了VO?的金屬-絕緣體相變特性和布儒斯特效應(yīng)，實現(xiàn)了在3–20微米波段內(nèi)的定向可調(diào)熱發(fā)射。這一技術(shù)突破，使得UDTTE能夠在全向低發(fā)射和定向高發(fā)射狀態(tài)之間靈活切換，極大地拓寬了熱輻射調(diào)控的應(yīng)用范圍。FXj28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

具體來說，在VO?處于絕緣態(tài)時，UDTTE在整個3–20微米波段和所有入射角范圍內(nèi)的平均發(fā)射率極低，僅為0.07（P偏振）。而當(dāng)VO?發(fā)生相變進(jìn)入金屬態(tài)后，UDTTE在入射角小于73°時保持低發(fā)射率（0.33），但在73°–83°的大入射角范圍內(nèi)，其平均發(fā)射率顯著提升至0.78。這一特性使得UDTTE在特定條件下能夠高效發(fā)射熱輻射，而在其他條件下則保持低發(fā)射狀態(tài)，從而實現(xiàn)了對熱輻射方向的精確調(diào)控。FXj28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

為了進(jìn)一步展示UDTTE的偏振依賴特性在實際應(yīng)用中的價值，科研團(tuán)隊利用物理掩膜方法在UDTTE上制備了用于呈現(xiàn)真實紅外信息的左朝向箭頭圖案，并用可見光不透/紅外透明的材料制備了肉眼可見的右朝向箭頭圖案。這一設(shè)計確保了加密的左朝向箭頭圖案在肉眼觀察下不可見，只有在高溫、大視角和特定偏振條件下，才能通過紅外相機(jī)解密。這一實驗不僅驗證了UDTTE在信息加密方面的潛力，也為其在熱偽裝等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新思路。FXj28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

UDTTE不僅在性能上表現(xiàn)出色，其結(jié)構(gòu)簡單且兼容剛性和柔性基底，為實現(xiàn)低成本和規(guī)模化制造提供了可能。這一技術(shù)的提出，不僅提高了操縱熱輻射的能力，也為更復(fù)雜的光譜工程提供了新的視角和解決方案。在高級信息安全和熱偽裝領(lǐng)域，UDTTE有望開啟全新的應(yīng)用前景。FXj28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

科研團(tuán)隊還通過多級信息加密實驗，展示了UDTTE如何協(xié)同溫度、角度及偏振對信息進(jìn)行多級加密。這一實驗不僅驗證了UDTTE在信息加密方面的靈活性，也為其在實際應(yīng)用中的安全性提供了有力保障。FXj28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

隨著UDTTE技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，其在輻射制冷、熱偽裝以及紅外信息加密等領(lǐng)域的應(yīng)用前景將更加廣闊。這一創(chuàng)新成果不僅推動了熱輻射調(diào)控領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，也為相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新提供了新的靈感和方向。FXj28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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