基于双层金属微结构层的电磁透明窗口

本发明涉及光学窗口，尤其是涉及基于双层金属微结构层的电磁透明窗口。

背景技术：

1、随着电子信息技术的快速发展和演进，电磁波的应用日益呈现出高能化与宽带化的双重趋势。这种发展趋势促成了电磁环境的复杂化，产生了电磁干扰，严重影响了电子设备的正常运行。光学窗口在光电设备的观测和探测应用中扮演着至关重要的角色。作为信息传递的关键媒介，一方面，光学窗口必须在可见光波段展现出卓越的透波性能，以实现高效的信息传输；另一方面，由于无线通信设备产生的电磁干扰，为了防止其电磁干扰对设备性能造成影响，光学窗口还应具备杰出的电磁屏蔽能力。因此，开发一种既能有效屏蔽电磁干扰，同时又能保证光通信的高效传输的光学窗口，对于现代通信系统来说具有非常重要的意义。

2、目前，现有的透明电磁屏蔽材料在微波屏蔽性能和光学透波性能的平衡优化上仍存在诸多不足。比如：碳基材料具备良好的环境稳定性，但同时对可见光吸收也较大，难以在屏蔽电磁干扰的同时实现高透明性和高导电性；金属纳米线透明导电膜虽以其出色的光电性能而备受关注，但其薄膜表面起伏较大，限制了其在一些对表面粗糙度有较高要求的应用场景中的应用；透明导电聚合物薄膜在某些情况下被视为一个解决方案，但其电导率也相对有限，很难满足目前一些对导电性有较高要求的应用场景；透明导电氧化物如ito虽能高效透过可见光，但微波屏蔽效率较低，限制了其在需要高效微波屏蔽的应用场景中的使用。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供基于双层金属微结构层的电磁透明窗口，该透明窗口通过金属网格微结构在微波频段表现出显著的高屏蔽性能，同时增透膜使得其在可见光范围内具有高透波率，突破了传统窄带可见光透波技术的局限性，实现了超宽频带的光学透明性，同时在保证可见光频段的透波性能基础上，不再以牺牲微波屏蔽性能为代价，具有广泛的实际应用价值和发展前景。

2、为实现上述目的，本发明提供了基于双层金属微结构层的电磁透明窗口，所述电磁透明窗口由相同的人工原子周期排列组成，人工原子结构由金属微结构层/介质层/金属微结构层以及增透膜构成，所述介质层为均匀且各项同性的简单介质，所述金属微结构层位于介质层的正反两面，并在两侧的金属网格上分别覆盖一层增透膜，增透膜使得电磁透明窗口在红外/可见光频段电磁波具有高透波性，介质层两侧的金属网格使得电磁透明窗口在微波频段具有高屏蔽性。

3、优选的，所述金属微结构层的材料为铜、铝、银、金中的任一种。

4、优选的，所述介质层侧材料为石英玻璃，所述介质层的厚度为1mm。

5、优选的，所述金属微结构层的材料为金。

6、优选的，所述金属微结构层的厚度为100nm，线宽为5μm。

7、优选的，所述金属微结构层的周期为200μm或400μm。

8、本发明所述的基于双层金属微结构层的电磁透明窗口的优点和积极效果是：

9、本发明透明窗口通过金属网格微结构使得其在微波频段表现出显著的高屏蔽性能，增透膜使得其在可见光范围内具有高透波率，突破了传统窄带可见光透波技术的局限性，实现了超宽频带的光学透明性，同时在保证可见光频段的透波性能基础上，不再以牺牲微波屏蔽性能为代价，具有广泛的实际应用价值和发展前景。

10、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.基于双层金属微结构层的电磁透明窗口，其特征在于：所述电磁透明窗口由相同的人工原子周期排列组成，人工原子结构由金属微结构层/介质层/金属微结构层以及增透膜构成，所述介质层为均匀且各项同性的简单介质，所述金属微结构层位于介质层的正反两面，并在两侧的金属网格微结构上分别覆盖一层增透膜，增透膜使得电磁透明窗口在红外/可见光频段电磁波具有高透波性，介质层两侧的金属网格使得电磁透明窗口在微波频段具有高屏蔽性。

2.根据权利要求1所述的基于双层金属微结构层的电磁透明窗口，其特征在于：所述金属微结构层的材料为铜、铝、银、金中的任一种。

3.根据权利要求1所述的基于双层金属微结构层的电磁透明窗口，其特征在于：所述介质层材料为石英玻璃，所述介质层的厚度为1mm。

4.根据权利要求2所述的基于双层金属微结构层的电磁透明窗口，其特征在于：所述金属微结构层的材料为金。

5.根据权利要求1所述的基于双层金属微结构层的电磁透明窗口，其特征在于：所述金属微结构层的厚度为100nm，线宽为5μm。

6.根据权利要求1所述的基于双层金属微结构层的电磁透明窗口，其特征在于：所述金属微结构层的周期为200μm或400μm。

技术总结
本发明公开了基于双层金属微结构层的电磁透明窗口，所述电磁透明窗口由相同的人工原子周期排列组成，人工原子结构由金属微结构层/介质层/金属微结构层以及增透膜构成，所述介质层为均匀且各项同性的简单介质，所述金属微结构层位于介质层的正反两面，并在两侧的金属网格微结构上分别覆盖一层增透膜。本发明采用上述基于双层金属微结构层的电磁透明窗口，该透明窗口通过金属网格在微波频段表现出显著的高屏蔽性能，同时增透膜使其在可见光范围内具有高透波率，保证可见光频段的透波性能基础上，不再以牺牲微波屏蔽性能为代价，具有广泛的实际应用价值和发展前景。

技术研发人员：肖诗逸,梁宇峰,刘彬,李秋实,李润泽
受保护的技术使用者：上海大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31