基于多孔材料的可调光吸收膜及系统的制作方法

本发明涉及光学薄膜领域，具体而言，涉及一种基于多孔材料的可调光吸收膜及系统。

背景技术：

光薄膜一般用于学保护膜沉积在金属或其他软性易侵蚀材料或薄膜表面，用以增加其强度或稳定性，现有的光学薄膜可以通过薄膜改变结构上的光学性质，其中，最常见的是金属镜面的保护膜。

现有技术中，若想改变光学薄膜的对光的吸收情况，即改变光学薄膜的光学特性，是通过调控材料外部环境，对环境进行改变，以求达到对光学薄膜的光学特性进行改变的目的。

但是，现有技术需要改变外部环境，成本较高，且对光学薄膜的光学特性改变程度较小，灵敏度较低。

技术实现要素：

本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种基于多孔材料的可调光吸收膜及系统，以解决现有技术中需要改变外部环境，成本较高，且对光学薄膜的光学特性改变程度较小，灵敏度较低的问题。

为实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种基于多孔材料的可调光吸收膜，可调光吸收膜包括：防护层、吸收层、调控层、衬底和填充剂；

衬底的一侧设置有调控层，调控层远离衬底的一侧设置有吸收层，吸收层远离衬底的一侧设置有防护层，其中，吸收层为多孔材料，填充剂填充入吸收层中，填充剂为热转冷缩材料，调控层的材料为导电材料。

可选地，该填充剂包括水银、酒精和煤油中任意一种。

可选地，该吸收层包括：多孔材料层和支撑层，多孔材料层靠近衬底设置，支撑层靠近防护层设置，多孔材料层中填充有填充剂。

可选地，该支撑层为多个凸起，多个凸起用于支撑防护层，多个凸起之间具有可填充空间。

可选地，该可调光吸收膜还包括贵金属颗粒层，贵金属颗粒层涂覆在多孔材料和防护层之间。

可选地，该可调光吸收膜还包括增加吸收层，增加吸收层涂覆在多孔材料层中孔洞的内壁上。

可选地，该增加吸收层的材料包括：金、银、钌、铑、钯和锇中至少一种贵金属材料。

可选地，该可调光吸收膜还包括存储层，存储层设置在吸收层和调控层之间。

可选地，该可调光吸收膜还包括第一电极和第二电极，第一电极和第二电极分别设置在调控层的两侧。

第二方面本申请实施例提供了一种基于多孔材料的可调光吸收系统，系统包括：电源和上述第一方面任意一项的可调光吸收膜，电源的正极和负极分别与可调光吸收膜中调控层的两端电连接。

本发明的有益效果是：

本申请通过将衬底的一侧设置有调控层，调控层远离衬底的一侧设置有吸收层，吸收层远离衬底的一侧设置有防护层，其中，吸收层为多孔材料，填充剂填充入吸收层中，调控层的材料为导电材料，当该调控层通电之后产生一定的热量，该调控层将热量传递到该吸收层中，由于该吸收层中填充有填充剂，且该填充剂为热转冷缩材料，则吸收层中的填充剂会发生膨胀，根据该填充剂的不同的膨胀程度，该填充剂发生膨胀之后在该吸收层中填充并占据不同体积的空间，进而使得该吸收层对光的吸收特性发生了改变。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明一实施例提供的一种基于多孔材料的可调光吸收膜的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的另一种基于多孔材料的可调光吸收膜的结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的另一种基于多孔材料的可调光吸收膜的结构示意图；

图4为本发明一实施例提供的另一种基于多孔材料的可调光吸收膜的结构示意图。

图标：10-衬底；20-调控层；30-吸收层；30-多孔材料层；32-支撑层；33-金属颗粒层；40-防护层；50-第一电极；60-第二电极。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一金属板实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明一实施例提供的一种基于多孔材料的可调光吸收膜的结构示意图，如图1所示，本申请实施例提供一种基于多孔材料的可调光吸收膜，可调光吸收膜包括：防护层40、吸收层30、调控层20、衬底10和填充剂；衬底10的一侧设置有调控层20，调控层20远离衬底10的一侧设置有吸收层30，吸收层30远离衬底10的一侧设置有防护层40，其中，吸收层30为多孔材料，填充剂填充入吸收层30中，调控层20的材料为导电材料。

该防护层40、该吸收层30、该调控层20和该衬底10由上往下依次设置，该吸收层30的结构为多孔形状，将该填充剂填充到该吸收层30中的孔中，该吸收层30中多孔结构的孔的大小、数量和设置方式根据实际情况而定，在此不做具体限定，一般的该吸收层30上的多孔可以周期设置，使得光在该吸收层30中的多个孔中还发生共振，使得该可调光吸收膜的调节更加准确，该调控层20为导电材料，当电流通过该调控层20之后，该调控层20会产生一定的热量，并将该热量传递到该吸收层30中，该吸收层30中的填充剂会发生受热会发生膨胀，该填充剂膨胀之后会将该吸收层30中的多孔材料进行填充，该填充剂一般填充在该吸收层30多孔结构的底部，且该填充剂不将该吸收层30的多孔结构填充满，会预留一些填充剂膨胀的空间，通过改变该吸收层30中未被填充剂填充部分的体积，改变该吸收层30对光的吸收情况，需要说明的是，该衬底10一般为绝缘材料跟构成，使得该可调光吸收膜整体带电，但不将电流外放，一般的该衬底10的材料可以为二氧化硅或者其他绝缘材料，该调控层20一般为发热材料，通电之后可以产生热量；通过该调控层20通入电量可以得到该调控层20温度的变化情况，通过该调控层20和该吸收层30温度的变化情况可以得到该填充剂体积的变化情况，根据该填充剂的体积变化情况可以得到该可调光吸收膜对光的吸收的改变情况，该调控层20和该吸收层30温度的变化情况的对应关系和该填充剂的体积变化情况与该可调光吸收膜对光的吸收的改变情况的对应关系，根据实际实验测量得到在此不做具体赘述，该防护层40的材料根据实际情况进行设置，一般的该防护层40的材料选择透光材料，该防护层40用于透光，并保证该吸收层30中的填充剂不溢出。

可选地，该填充剂包括水银、酒精和煤油中任意一种。

该填充剂需要采用热胀冷缩材料，并且由于液体密度较小，则可以采用水银、酒精和煤油中任意一种热量冷缩材料制成，需要说明的是，该水银、酒精和煤油均有独自的热膨胀系数，则优先采用该用水银、酒精和煤油中的一种单独作为填充剂，也可以采用水银、酒精和煤油中的多种作为填充剂，若采用水银、酒精和煤油中的多种作为填充剂，则该混合得到的填充剂的热膨胀吸收需要根据水银、酒精和煤油的比例进行计算。

图2为本发明一实施例提供的另一种基于多孔材料的可调光吸收膜的结构示意图，如图2所示，可选地，该吸收层30包括：多孔材料层31和支撑层32，多孔材料层31靠近衬底10设置，支撑层32靠近防护层40设置，多孔材料层31中填充有填充剂。

可选地，该支撑层32为多个凸起，多个凸起用于支撑防护层40，多个凸起之间具有可填充空间。

该多孔材料层31和该支撑层32可以是一体设置，在多孔材料层31远离衬底10的一侧设置多个凸起，多个凸起作为质层层，支撑层32用于支撑该防护层40该多孔材料层31中填充有填充剂，当该吸收层30温度升高的时候，该填充剂溢出该多孔材料层31的孔洞，并填充在多个凸起形成的空间中，这时吸收性能将变化小，可以对填充剂的膨胀情况进行判断，有了多个凸起形成的空间作为缓冲，防止填充剂流体膨胀，直接作用于防护层40，需要说明的是，该支撑层32凸起的数量和设置位置根据实际需要进行设定，在此不做限定，一般的该凸起周期设置。

图3为本发明一实施例提供的另一种基于多孔材料的可调光吸收膜的结构示意图，如图3所示，可选地，该可调光吸收膜还包括贵金属颗粒层33，贵金属颗粒层33涂覆在多孔材料和防护层40之间。

该贵金属颗粒层33设置在该多孔材料远离衬底10的一端，用于当流体膨胀到一定程度时，不仅多孔材料的吸收特性产生改变，而且又产生了贵金属颗粒吸收特性的剧烈改变，使得调控灵敏度更高，该贵金属颗粒层33可以是磁控溅射或电子束蒸发制备而得的，当填充剂发生膨胀时，膨胀的填充剂不仅改变了多孔材料的环境，而且改变了贵金属颗粒的环境，该贵金属颗粒层33的材料为贵金属，可以是一种贵金属单质，也可以是多种贵金属混合而成，在此不做限定。

可选地，该可调光吸收膜还包括增加吸收层30（图中未示出），增加吸收层30涂覆在多孔材料层31中孔洞的内壁上。

该多孔材料层31的孔洞的内壁上可以设置有一层增加吸收层30，该增加吸收层30可以提高该可调光吸收膜对光的吸收效率，并且减小了多孔材料的孔径，待填充剂膨胀时，对多孔材料的填充变化就更多，所以还提高了调控灵敏度。

可选地，该增加吸收层30的材料包括：金、银、钌、铑、钯和锇中至少一种贵金属材料。

为了清楚的说明，在此以该增加吸收层30的材料为银进行说明，将银颗粒溶解在硝酸溶液中产生硝酸银溶液，将多孔材料层31浸没到硝酸银溶液中，取出，加热，分解，就可以将银颗粒附着在该多孔材料层31上，该增加吸收层30的厚度根据实际情况进行设置，在此不做限定。

可选地，该可调光吸收膜还包括存储层（图中未示出），存储层设置在吸收层30和调控层20之间。

一般在该可调光吸收膜不使用的时候，即该可调光吸收膜的温度为室温，该填充剂均储存在该储存层中，当该可调光吸收膜使用的时候，由于该存储层中的填充剂量大，则会产生更多的膨胀，提高调控灵敏度，该存储层的体积根据实际填充剂的数量而定，在此不做具体限定。

图4为本发明一实施例提供的另一种基于多孔材料的可调光吸收膜的结构示意图，如图4所示，可选地，该可调光吸收膜还包括第一电极50和第二电极60，第一电极50和第二电极60分别设置在调控层20的两侧。

为了该调控层20可以更稳定的接入电流，可以在该调控层20两端设置第一电极50和第二电极60，该第一电极50和第二电极60的具体设置位置根据实际情况设置。

本申请通过将衬底10的一侧设置有调控层20，调控层20远离衬底10的一侧设置有吸收层30，吸收层30远离衬底10的一侧设置有防护层40，其中，吸收层30为多孔材料，填充剂填充入吸收层30中，调控层20的材料为导电材料，当该调控层20通电之后产生一定的热量，该调控层20将热量传递到该吸收层30中，由于该吸收层30中填充有填充剂，且该填充剂为热转冷缩材料，则吸收层30中的填充剂会发生膨胀，根据该填充剂的不同的膨胀程度，该填充剂发生膨胀之后在该吸收层30中填充并占据不同体积的空间，进而使得该吸收层30对光的吸收特性发生了改变。

本申请实施例还提供了另一种基于多孔材料的可调光吸收系统，系统包括：电源和上述任意一项的可调光吸收膜，电源的正极和负极分别与可调光吸收膜中调控层20的两端电连接。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。