基于固态纳米光子发射器的自适应超宽带热控制
应用物理
2026-05-22 v1 光学
摘要
管理热辐射的发射和吸收对广泛的技术至关重要，从建筑物和车辆的辐射冷却到卫星以及未来月球和火星栖息地的热调节。尽管这一需求具有普遍性和关键性，但能够以宽带、高对比度和全固态方式自适应调制发射率的热发射器仍然难以实现。在此，我们利用神经网络引导的光子设计，实现了基于硫系相变材料的自适应固态热发射器，能够以极高的光谱对比度和带宽进行发射率切换。这些工程化的纳米光子发射器在从太阳光到热红外的宽光谱范围内工作，提供极低的太阳吸收率，同时实现高对比度的可切换热红外发射率。我们在平流层的类空间辐射环境中实验演示了我们方法的核心功能，观察到简化的硫系GeSbTe-225热发射器两种固态相之间31.5°C的温差。我们的结果指向更显著的能力，例如在太空真空中以最小的太阳加热调制超过600 W/m²的辐射热（在100°C时）。所提出的纳米光子固态自适应发射器可以提供高功率和高速的热调制，同时无需电力即可维持状态，为地球和太空中动态辐射环境的热控制提供变革性能力。
引用
@article{arxiv.2605.21619,
title = {Adaptive and ultrabroadband thermal control with solid-state nanophotonic emitters},
author = {Daniel Kindem and Sam Keller and Karl Pederson and Yujie Luo and James Flaten and Ognjen Ilic},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.21619},
year = {2026}
}
备注
16 pages, 4 figures