[发明专利]一种光电可调控FSS结构及其制备方法

说明书

本发明公开了一种光电可调控FSS结构及其制造方法，包括基底及在基底上形成的金属膜，金属膜的至少一部分被去除以形成开口区，开口区露出所述基底，开口区或未去除的金属膜区构成FSS振子的基本图案，所述FSS振子的基本图案的部分区域或该部分区域的邻近区域形成有光电导薄膜。本发明利用光电导薄膜光照导电特性控制FSS结构的单元结构尺寸变化，从而实现FSS的光电调控。本发明的该光电可调控FSS结构简单、制作工艺难度小，仅通过控制光照即可实现FSS的频率可调，且采用光刻技术可将线条做的很细，在屏蔽的同时，满足可见、红外等光波段的透过。

技术领域

本发明涉及一种光电可调控频率选择表面(Frequency Selective Surfaces，FSS)结构及该FSS结构的制备方法，特别是一种利用光电导薄膜光照导电特性实现中心谐振频率可调的光电可调控FSS结构及该FSS结构的制备方法。

背景技术

FSS是一种由周期排列的金属贴片或金属屏上周期排列的开孔单元构成的二维阵列结构，在工业产品、军事通信、电磁隐身等领域应用广泛。目前，根据FSS工作机制的不同，FSS分为被动FSS(Passive Frequency Felective Surface)和主动FSS(Active FrequencyFelective Surface)。滤波特性无法改变的FSS称为无源被动FSS或被动FSS。被动FSS是根据所要实现的滤波特性被直接设计成确定的结构，有特定的工作频率，不能灵活地适应复杂多变的电磁环境，从而在实际应用中具有一定的局限性。为解决被动FSS的局限性，有源可重构主动FSS的概念被提出，是指在外界激励的控制下，工作频点、通带宽度等滤波特性可调控的一种有源空间滤波结构，通常由滤波结构和激励源构成。相对被动FSS，主动FSS可通过调控滤波特性满足多种工作状态间变化的需求，能较灵活的适应外界复杂多变的电磁环境，可在单模制导雷达、多模复合制导雷达、捷变频雷达等的带内隐身问题上有所应用。目前，常见的方法是在被动FSS结构中加入有源器件、使用电磁特性可变的介质材料、控制不同层间的耦合方式。这些方法的优点是可通过控制开关、外加磁场、增加层数或加载电感元件等来实现FSS结构的主动控制。然而其缺点是：加入有源器件的FSS结构，每个器件需单独集成，工艺十分复杂，且为集成有源器件，使得FSS结构线条制作得较粗，基片材料只能选用透毫米波段以上的有机材料，导致其只能应用在大型雷达天线罩、飞机蒙皮等场合；使用电磁特性可变的介质材料的FSS结构，其材料本身对于可见、红外等波段的不透明性也导致其应用范围存在局限；通过控制不同层间耦合方式的FSS结构，在调节的过程中难以保证两层之间的对准精度。总体来说，这些FSS结构都较为复杂，甚至要复合一些外部线路，工艺难度大，应用场合有限。

发明内容

(一)要解决的技术问题

现有的主动FSS结构是通过在被动FSS结构中加入有源器件、使用电磁特性可变的介质材料或控制不同层间耦合方式等方法实现主动控制，具有结构复杂、工艺难度大等问题。本发明旨在解决该问题，从而提出一种利用光电导薄膜光照导电特性实现中心谐振频率可调的一种FSS结构及该FSS结构的制备方法。

(二)技术方案

鉴于以上，本文提出一种光电可调控FSS。采用具有光电导特性的材料制成光电导薄膜，使其与金属FSS有效连接，利用光电导薄膜光照导电特性控制金属FSS结构尺寸变化，从而实现FSS的调控。当无光照时，光电导薄膜导电能力接近于零，只有金属FSS实现特性频选作用；当有光照射时，光电导薄膜具有很好的导电能力，与金属FSS共同构成新结构尺寸的FSS，其中心谐振频率将发生变化。

本发明的光电可调控FSS结构包括基底及在基底上形成的金属膜，所述金属膜的至少一部分被去除以形成开口区，该开口区露出所述基底，所述开口区或未去除的金属膜区构成FSS振子的基本图案，所述FSS振子的基本图案的部分区域或该部分区域的邻近区域形成有光电导薄膜。

优选地，所述FSS振子的基本图案为“Y”形，所述光电导薄膜形成在“Y”形的三个分支的远心端。