Вячеслав Петрович Ходунков — канд. техн. наук; отдел эталонов и научных исследований в области термодинамики; старший научный сотрудник, аналитик
Санкт-Петербург
Vyacheslav P. Khodunkov — PhD; Department of Measurement Standards and Investigations in the Field of Thermodynamics; Senior Researcher
St. Petersburg
С целью обоснования возможности создания узкополосного излучения сверхпланковской интенсивности исследованы методы создания высокоинтенсивного теплового излучения с заданной полосой спектра. Разработан метод, основанный на принципиально новом подходе к созданию высокоинтенсивных лучистых тепловых потоков. Метод заключается в сжатии исходного спектра излучения до спектра заданной ширины. Согласно методу, энергию исходного сплошного оптического излучения переизлучают в заданном, более узком, диапазоне спектра, для чего используют модификацию излучающей поверхности в виде упорядоченной твердотельной микроструктуры, трансформирующей спектр исходного излучения. Модифицированная излучающая поверхность создается системой одинаковых выступающих из плоской поверхности структурных элементов заданной формы. Размеры элементов и расстояния между ними рассчитывают исходя из требуемых интенсивности генерируемого излучения и диапазона его частот. Установлена и показана возможность генерации узкополосного излучения, превышающего по интенсивности планковское излучение в несколько раз. Разработанный метод востребован в метрологии температурных и оптических измерений, в научных исследованиях и промышленности. Метод может быть использован для сбора энергии, в производстве высокоэффективных оптических источников в инфракрасном диапазоне, в ИК-спектроскопии и в лазерной оптике, а также при разработке и создании настраиваемых источников инфракрасного излучения и других эффективных приложений в области энергетики.
In order to substantiate the possibility of creating narrow-band radiation of super-Planck intensity, methods for creating high-intensity thermal radiation with a given spectral band have been studied. A method based on a fundamentally new approach to the creation of high-intensity radiant heat fluxes has been developed. The method consists in compressing the initial radiation spectrum to a spectrum of a given width. According to the method, the energy of the initial continuous optical radiation is re-emitted in a given, narrower range of the spectrum, for which a modification of the radiating surface is used in the form of an ordered solid-state microstructure that transforms the spectrum of the initial radiation. The modified radiating surface is created by a system of identical structural elements of a given shape protrud- ing from a flat surface. The elements dimensions of the distances between them are found by calculation based on the required intensity and frequency range of the generated radiation. The possibility of generating narrow-band radiation exceeding Planck radiation by several times in intensity is established and demonstrated. The developed method is in demand in the metrology of temperature and optical measurements, in scientific research and in industry. The method can be used for energy harvesting, in the production of high-performance optical sources in the infrared range, in IR spectroscopy and laser optics, as well as in the development and creation of tunable infrared sources and other efficient applications in the field of energy.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.