题目：微结构表面散射研究

周期性微结构表面就是材料的表面通过化学腐蚀或是磨削手段处理后产生的具有周期性微小结构的表面。它有着广泛的工程应用前景，这包括隐身技术、半导体工业诊断和热辐射占主要地位的热控制系统，因此研究周期性微结构表面散射规律具有重要的意义。微结构的轮廓可以是正弦、矩形、三角形或是其他规则或不规则几何图形，微结构表面的特征尺寸一般是在微米量级。因此当我们研究微结构表面的发射率或是对外来信号的反射率时，由于表面发射的波长或是反射波的波长与微结构表面的特征尺寸处在同一量级，所以要考虑电磁波理论。本文根据电磁波理论研究了在p极化平面波入射的情况下，微结构表面散射的理论模型及计算方法；同时选定正弦、矩形和三角形微结构表面为研究对象，计算了这三种微结构表面的散射规律。首先在前人的基础上，首次建立了飞行器周期微结构表面的物理模型，根据电磁基本理论推导求解微结构表面散射场的控制方程。利用积分方程的方法来求解所推导的控制方程的理论解，给出了周期性微结构表面散射的反射场和透射场的解方程。结合微结构表面函数对反射场和透射场的解方程进行离散，用Fortran语言编制了源程序，对控制方程进行求解，迭代收敛准则为10-4。其次本文给出了描述正弦、矩形和三角形周期性微结构表面特点的特征尺寸，这包括表面背离深度，表面周期长度和表面形状因子。利用自编的程序计算了三种典型周期性微结构表面特征尺寸与表面双向反射函数分布和半球反射率的关系。计算时，半无限大的介质空间采用铝、玻璃和半导体三种材料分别进行计算。此外还研究了入射波波长，入射波的入射角对三种周期性微结构表面半球反射率的影响，以及绝缘材料介电常数对三种微结构表面半球反射率的影响。