一种基于石墨烯的光学透明自适应吸波表面及其制备方法

技术特征：
1.一种基于石墨烯的光学透明自适应吸波表面，其特征在于，包括自上而下依次叠合设置的图案化石墨烯电控层(1)、pdms介质层(2)和金属丝网底板(3)；第一层的图案化石墨烯电控层(1)包括第一pet衬底(11)、设置在第一pet衬底(11)上的第一石墨烯方环阵列(13)、第二pet衬底(12)、设置在第二pet衬底(12)上的第二石墨烯方环阵列(14)、以及填充在第一pet衬底(11)和第二pet衬底(12)之间的透明离子液(15)；第一石墨烯方环阵列(13)和第二石墨烯方环阵列(14)均包括等间距周期性排列的石墨烯方环单元；第一pet衬底(11)和第二pet衬底(12)叠合设置，第一石墨烯方环阵列(13)和第二石墨烯方环阵列(14)分别设置在第一pet衬底(11)和第二pet衬底(12)的内表面；第二层的pdms介质层(2)光学透明，起到结构的支撑作用；第三层的金属丝网底板(3)光学透明，用来充当吸波表面的地板。2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的光学透明自适应吸波表面，其特征在于：第一石墨烯方环阵列(13)和第二石墨烯方环阵列(14)图案相同；第一石墨烯方环阵列(13)上的石墨烯方环单元与第二石墨烯方环阵列(14)上的石墨烯方环单元一一对应。3.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的光学透明自适应吸波表面，其特征在于：所述pdms介质层(2)的厚度为5.0-6.0mm，介电常数为2.6-2.9，损耗角正切为0.01-0.02。4.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯的光学透明自适应吸波表面，其特征在于：所述金属丝网底板(3)的厚度为0.05-0.15mm。5.一种如权利要求1所述基于石墨烯的光学透明自适应吸波表面的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，利用matlab及等效电路理论对图案化石墨烯电控层(1)、pdms介质层(2)和金属丝网底板(3)行建模，通过参数扫描，优化得到自适应吸波表面功能最优的石墨烯方环单元尺寸、石墨烯方环单元间隔以及石墨烯方阻值；步骤2，利用铜箔生长石墨烯，生长后，将石墨烯热转移到第一pet衬底(11) 和第二pet衬底(12)上，之后利用激光对第一pet衬底(11)和第二pet衬底(12)上的石墨烯进行刻蚀，得到附着在第一pet衬底(11)上的第一石墨烯方环阵列(13)，以及附着在第二pet衬底(12)上的第二石墨烯方环阵列(14)；步骤3，第一pet衬底(11)与第二pet衬底(12)叠合放置，第一石墨烯方环阵列(13)朝向第二pet衬底(12)；在两个pet衬底之间填充透明离子液(15)，形成石墨烯电控层；步骤4，在pdms介质层(2)的表面附着金属丝网底板(3)；步骤5，图案化石墨烯电控层(1)与附着金属丝网底板(3)的pdms介质层(2)相贴合，其中金属丝网底板(3)远离第二pet衬底(12)。6.根据权利要求5所述一种基于石墨烯的光学透明自适应吸波表面的制备方法，其特征在于，步骤1中利用matlab及等效电路理论对图案化石墨烯电控层、pdms介质层和金属丝网底板进行建模，入射电磁波垂直入射时，将石墨烯方环阵列等效为可变电阻、电容与电感的串联；第一pet衬底(11)、第二pet衬底(12)、pdms介质层(2)、金属丝网底板(3)用各自的传输线模型来表征。7.根据权利要求5所述一种基于石墨烯的光学透明自适应吸波表面的制备方法，其特征在于：步骤1中优化得到的石墨烯方环单元的尺寸为7.3mm*7.5mm的环形、内环尺寸为
1mm*1mm，石墨烯方环单元沿电磁波电场方向间隔为0.2mm。8.根据权利要求6所述的一种基于石墨烯的光学透明自适应吸波表面，其特征在于：所述入射电磁波通过ltc5530射频感知电路感知入射电磁波的频率和幅度，反馈至微控制器mcu用以控制吸波表面产生特定情况下的电磁响应以匹配入射电磁波。

技术总结
本发明公开了一种基于石墨烯的光学透明自适应吸波表面及制备方法，属于微波器件技术领域，所述吸波表面包括自上而下依次叠合设置的图案化石墨烯电控层(1)、PDMS介质层(2)和金属丝网底板(3)；所述的图案化石墨烯电控层包括上下两层叠合设置的PET衬底，在每层所述的PET衬底的内侧均设有单层周期的图案化石墨烯方环阵列，在所述的两层叠合设置的PET衬底之间均匀填充透明离子液；所述的自适应吸波表面通过感知模块感知入射电磁波的频率和幅度，根据事先程序设定，通过反馈直流偏压改变石墨烯方阻，从而实现吸波表面对不同入射电磁波下自适应地产生不同的电磁响应。具有光学透明、结构简单等优点，为石墨烯在微波段的智能隐身铺设了道路。设了道路。设了道路。


技术研发人员：陆卫兵 耿明扬 刘震国 陈昊 杨晓璐
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2022.11.10
技术公布日：2022/12/30