CN107065052B - 一种变距光栅、对可见光全波段隐形的玻璃 - Google Patents

Abstract

本发明提供本发明公开了一种变距光栅、对可见光全波段隐形的玻璃，该玻璃由高纯度二氧化硅玻璃，玻璃中植入光栅，光栅的距离线性变化。其作用是实现可见光全波段隐形。步骤简单、操作方便、实用性强。

Description

一种变距光栅、对可见光全波段隐形的玻璃

技术领域

本发明属于可见光隐形技术领域，特别涉及一种变距光栅、对可见光全波段隐形的玻璃。

背景技术

现有实现隐身技术的主要手段有：一、对雷达波隐身：(一)精心设计武器的外形，降低雷达波的反射面；(二)采用对雷达波吸波材料和透波材料(三)采用电子措施降低兵器的雷达截面(四)等离子体隐身技术。二、对红外光隐身：(一)飞行器红外隐身：降低红外辐射强度，改变红外辐射波段，调节红外辐射的传输过程(改变红外的辐射方向和特征)。(二)坦克和装甲车的红外隐身：采用陶瓷绝热发动机，以降低红外辐射强度；发动机排气和冷却空气出口指向后方。三、声隐身：(一)减小武器对声波的反射面，(二)采用对声波吸收材料。(三)减少自身(如潜艇)的发声强度。四、抑制武器自身的电磁辐射，比如美国的F－117隐身战斗机未安装雷达，只接收外界传来的信息和使用被动的红外探测装置；B－2、F－22等隐身飞机都装载了低截获概率雷达。

目前的隐形目标，大致有隐形飞行器，隐形战车、隐形舰船等。全波段隐形技术很少。

发明内容

为了解决现有的理论及测量技术的缺点，本发明提供一种变距光栅、对可见光全波段隐形的玻璃，达到人或物品的隐形。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种变距光栅、对可见光全波段隐形的玻璃，所述玻璃为二氧化硅玻璃，其纯度为透明石英玻璃的二氧化硅，其含量在99.97％以上，高纯石英玻璃而氧化硅的含量在99.999％以上，可见光辐射又称光合有效辐射。太阳辐射光谱中0.40～0.76微米波谱段的辐射。由紫、蓝、青、绿、黄、橙、红等7色光组成。是绿色植物进行光合作用所必须的和有效的太阳辐射能。到达地表面上的可见光辐射随大气浑浊度、太阳高度、云量和天气状况而变化。可见光辐射约占总辐射的45～50％。所述玻璃中设置有光栅，所述光栅的距离呈线性变化，变化曲线如图1所示。

优选的，所述光栅的起始距离由可见光波长紫光决定：

D₁＝λ₁/4n

式中：D₁—紫光光栅间距，λ₁—紫光的波长，n—玻璃的折射率。

优选的，所述光栅的终结距离由可见光中红光的波长决定：

D₂＝λ₂/4n

式中：D₂---红光光栅间距，λ₂—红光的波长，n—玻璃的折射率。

优选的，所述玻璃层中植入光栅，光栅距离随厚度变化，可见光的波长由紫光到红光，其波长也是逐渐增加的，对该波长进行反射，形成半波光行程差，即：

D_i＝λ_i/4n

式中：D_i---光波长为λ_i的光栅间距，λ_i—该光的波长，n—玻璃的折射率。

本发明提供了一种双向隐形的变距光栅，所述玻璃层中植入光栅，所述光栅距离由小到大。上述玻璃、变距光栅在可见光全波段隐形中的隐形。

优选的，所述可见光全波段是波长可见光的光波波长范围在770～350纳米之间。波长不同的电磁波，引起人眼的颜色感觉不同。770～622nm，感觉为红色；622～597nm，橙色；597～577nm，黄色；577～492nm，绿色；492～455nm，蓝靛色；455～350nm，紫色。

本发明的有益效果

(1)一种变距光栅、对可见光全波段隐形的玻璃，该玻璃由高纯度二氧化硅玻璃，玻璃中植入光栅，光栅的距离线性变化。其作用是实现可见光全波段隐形。

(2)本发明制备方法简单、隐身效率高、实用性强，易于推广。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是单向可见光隐形玻璃示意图；

其中，D₁是可见光频率高端紫光波长的四分之一决定，D₂是由可见光低端频率红光波长的四分之一决定。对可见光双向隐形。

图2是自然光透射光栅示意图；

图3是单色光透射光栅示意图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

一种变距光栅、对可见光全波段隐形的玻璃，该玻璃由高纯度二氧化硅玻璃，玻璃中植入光栅，光栅的距离线性变化。其作用是实现可见光全波段隐形。

一种变距光栅、对可见光全波段隐形的玻璃。玻璃层中植入光栅，光栅距离随厚度变化如附图1所示。

一种变距光栅、对可见光全波段隐形的玻璃。附图1光栅起始距离，结束距离有严格的要求。光栅随厚度起始距离有可见光波长紫光决定，结束距离有可见光高端红光的波长决定。

一种变距光栅、对可见光全波段隐形的玻璃。对可见光全波段隐形。

一种变距光栅、对可见光全波段隐形的玻璃，可以双向隐形。在于植入光栅的形式。

实施例1

首先进行隐形玻璃的功能模块划分，根据模块功能进行设计。加工制造，然后测试样品的功能。根据不足和缺陷，修订设计方案，调整配方、重新设计或修改部分功能，再次隐形测试，然后个个环节都良好。实验测量阶段。

玻璃的制作方法可以采用化学沉积发，按折射率变化植入光栅。

当入射光由670nm、680nm、690nm的光组成时，其入射到变距光栅、对可见光全波段隐形的玻璃后(见附图3)，首先，对670nm的光由一组光栅对其进行相干相消，此时，光栅的间距D₆₇₀＝670/4n，为了实现670nm的反射光相互抵消，第一道光栅对670nm有反射，有透射。反射系数调整在40％，第二道光栅反射系数40％，第三道…,。透过第一道光栅，由第二道光栅反射回来的光，与第一道光栅反射的光。光行程有半个波长，因此进行相干相消。该段玻璃(厚度为S₆₇₀)对680nm、690nm的光全部透过，无反射、无吸收。

其次，对680nm的光由一组光栅对其进行相干相消，此时，光栅的间距D₆₈₀＝680/4n，为了实现680nm的反射光相互抵消，第一道光栅对680nm有反射，有透射。反射系数调整在40％，第二道光栅反射系数40％，第三道…,。透过第一道光栅，由第二道光栅反射回来的光，与第一道光栅反射的光。光行程有半个波长，因此进行相干相消。该段玻璃对670nm、690nm的光全部透过，无反射、无吸收。

最后，对690nm的光由一组光栅对其进行相干相消，此时，光栅的间距D₆₉₀＝690/4n，为了实现690nm的反射光相互抵消，因此，第一道光栅对690nm有反射，有透射。反射系数调整在40％左右，第二道光栅反射系数40％左右，第三道…,。透过第一道光栅，由第二道光栅反射回来的光，与第一道光栅反射的光。光行程有半个波长，因此进行相干相消。对690nm的光全部透过，其它波段无反射、无吸收。

光栅级数越多，隐形效果越好。但是玻璃厚度越大。通常光栅级数大于4，小于10。对可见光范围的单色光，其隐形效果90％以上。对可见光隐形的光栅总级数，由各个单色光光栅级数组成。对于670nm、680nm、690nm三个单色光隐形，需要三个单色光栅组。总级数应大于12，小于30。对于七色光，总光栅级数应在28到70之间。由于可见光频谱连续分布，波长连续变化，因此光栅距离也是连续变化。光栅总级数在30到100之间。隐形效果在90％以上。

取4道光栅对单色光隐形为例，第一道光栅从右向左的光线：(1)分光作用，即把入射光分成反射光站40％、透射光60％。(2)反射光与后面栅返回的光，进行相干相消。因为有半个波长光程差。第二道光栅：对于从右向左的光线，产生半波移相。对于从右向左的光线，形成增强反射作用。第三道光栅：对于从右向左的光线，形成增强反射作用。对于从右向左的光线，产生半波移相。第四道光栅：对于从右向左的光线，(1)分光作用，即把入射光分成反射光站40％、透射光60％。如图3所示。

本发明中光栅材料根据透过光的要求在现有的光纤通讯材料中进行常规选择即可。

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

Claims (4)

1.一种内置变距光栅、对可见光全波段隐形的玻璃，其特征在于，所述玻璃为二氧化硅玻璃，其纯度为99.97％以上，所述玻璃中设置有光栅，所述光栅的距离呈线性变化；所述光栅的起始距离由可见光中紫光的波长决定：

D₁＝λ₁/4n

式中：D₁—紫光光栅间距，λ₁—紫光的波长，n—玻璃的折射率；

所述光栅的终结距离由可见光中红光的波长决定：

D₂＝λ₂/4n

式中：D₂---红光光栅间距，λ₂—红光的波长，n—玻璃的折射率；

可见光的波长由紫光到红光，其波长也是逐渐增加的，对该波长进行反射，形成半波光行程差，即：

D_i＝λ_i/4n

式中：D_i---光波长为λ_i的光栅间距，λ_i—该光的波长，n—玻璃的折射率。

2.一种内置双向隐形的变距光栅、对可见光全波段隐形的玻璃，其特征在于，玻璃中植入两组光栅群，第一组光栅距离由小到大，第二组光栅距离由大到小；

所述第一组光栅的起始距离由可见光中紫光的波长决定：

D₁＝λ₁/4n

式中：D₁—紫光光栅间距，λ₁—紫光的波长，n—玻璃的折射率；

所述第一组光栅的终结距离由可见光中红光的波长决定：

D₂＝λ₂/4n

式中：D₂---红光光栅间距，λ₂—红光的波长，n—玻璃的折射率；

所述第二组光栅的起始距离由可见光中红光的波长决定：

D₂＝λ₂/4n

式中：D₂---红光光栅间距，λ₂—红光的波长，n—玻璃的折射率；

所述第二组光栅的终结距离由可见光中紫光波长决定：

D₁＝λ₁/4n

式中：D₁—紫光光栅间距，λ₁—紫光的波长，n—玻璃的折射率；

可见光的波长由紫光到红光，其波长也是逐渐增加的，对该波长进行反射，形成半波光行程差，即：

D_i＝λ_i/4n

式中：D_i---光波长为λ_i的光栅间距，λ_i—该光的波长，n—玻璃的折射率。

3.权利要求1或2所述的玻璃在可见光全波段隐形中的应用。

4.权利要求3所述的应用，其特征在于，所述可见光全波段是波长200～1200纳米光谱范围。