浙江大学在可见光至中红外波段多维伪装领域取得重要进展-感算商城

军事侦察技术快速迭代，战场探测已从传统单一强度探测，向光谱、偏振及融合多维探测演进。可见光至近红外（VIS-NIR）高光谱成像可捕获目标“指纹式”精细光谱，有效区分伪装网与真实植被；中红外（MIR）偏振成像技术能同步获取目标二维强度与偏振参数。与自然背景低线偏振度（DoLP）不同，传统人造伪装材料因表面光滑，大角度观测下呈高DoLP信号，易被偏振探测识别。当前伪装技术多局限于单一维度，难以应对多维联合探测，地面目标伪装需兼顾宽波段光谱相似性、热辐射调控及大角度低偏振特性，构成核心技术瓶颈。现有材料无法满足三维度伪装需求，且不同波段光学属性存在耦合冲突。因此，研发集成多维伪装、可对抗大角度偏振探测的新型器件，对提升装备战场生存能力具有重要学术与工程价值。

图1 多维伪装器件在不同维度探测的场景示意图

近日，浙江大学的研究团队对现代战争中日益精进的多维探测技术，提出了一种创新的多维伪装策略。研究团队设计并制造了一种分层结构的伪装器件，旨在同时对抗可见光至近红外波段高光谱成像、中红外强度成像以及中红外偏振成像。该器件采用了独特的“三明治”结构，由顶层的粗糙聚乙烯（PE）薄膜、中间的银（Ag）纳米线（NWs）层以及底层的氧化铬（Cr₂O₃）复合涂层构成，通过分层解耦设计实现了各功能层的独立调控。该多维伪装器件具有0.7的发射率，在中红外波段大观测角下具有较低的线偏振度（<1.5%），并且在可见光-近红外波段具有较高的光谱相似度（>96.9%）。此外，它能够欺骗植被背景下的高光谱分类，并在中红外强度和偏振成像下与周围环境融为一体。这项工作为多维伪装技术引入了新范式，并为电磁波操控开辟了新途径。相关研究成果以“Multi-dimensional camouflage against VIS-NIR hyperspectral, MIR intensity, and MIR polarization imaging”为题发表在Light: Science & Applications期刊上。

这项研究构建了一种精巧的分层伪装器件，通过“各司其职”的方式解决不同波段伪装需求的矛盾。该器件采用了独特的“三明治”结构，由顶层的粗糙聚乙烯（PE）薄膜、中间的银纳米线层以及底层的氧化铬复合涂层构成，通过分层解耦设计实现了各功能层的独立调控，如图2所示。

图2 多维伪装器件的设计

随后，研究人员对该多维伪装器件的光学性能进行了详尽的表征，相关结果如图3所示。结果证明，底层的复合涂层在光谱维度上完美复刻了自然植被的反射特性，中间银纳米线层实现热伪装，在可见光至近红外波段保持高透光率，巧妙解决了热伪装与光谱伪装的兼容性问题。顶层PE薄膜实现低偏振伪装。

图3 多维伪装器件的特性表征

为了进一步验证多维伪装器件实战性能，研究人员开展了户外实地测试，该器件在可见光至近红外波段的高光谱伪装性能测试结果如图4所示。测试中，研究人员利用光谱角制图（SAM）、光谱信息散度（SID）和欧氏距离（ED）三种算法对拍摄的高光谱图像进行分类。

图4 高光谱伪装性能的验证实验

最后，研究人员通过两种户外场景（整个平面都具有高偏振度的平面-模拟无人机侦察、仅边缘具有高偏振度额曲面），来验证多维伪装器件在大角度观测下的中红外偏振和强度伪装效果，相关测试结果如图5所示。结果表明，无论是平面还是曲面目标，该器件在红外强度图上均呈现与背景相近的低温特征；在偏振图像中，相比于边缘呈现高高偏振度“亮圈”的传统ITO伪装材料，该器件边缘轮廓模糊，高偏振度值极低，成功实现了在光强和偏振双重维度下的完美“隐身” 。