具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。

实施例1

如图1所示，一种实现辐射制冷的二氧化硅热超材料，所述二氧化硅热超材料由反射层1及位于其上的吸收层2组成，所述吸收层2由基底层21和图案层22组成；所述反射层1由从上到下交替排列的二氧化钛层和氟化镁层组成，共九层，具体以每层的厚度计，所述反射层1从上到下分别为：二氧化钛层70 nm、氟化镁层100 nm、二氧化钛层120 nm、氟化镁层110 nm、二氧化钛层100 nm、氟化镁层72 nm、二氧化钛层53 nm、氟化镁层100 nm、二氧化钛层75 nm；所述基底层21由从上到下依次排列的二氧化硅层、氮化硅层和二氧化钛层组成，二氧化硅层厚t2=7μm，氮化硅层厚t3=6μm，二氧化钛层厚t4=6μm；所述图案层22由在二氧化硅层上表面上呈周期性排布的二氧化硅结构单元组成，二氧化硅层的上表面记为x-y平面，二氧化硅结构单元在二氧化硅层上表面上沿x轴、y轴的排列周期分别记为Px、Py，Px=Py=8μm；所述二氧化硅结构单元包括两个大小相等的二氧化硅等腰直角三棱柱，这两个二氧化硅等腰直角三棱柱关于二氧化硅结构单元的几何中心对称，并且两个二氧化硅等腰直角三棱柱的上底面直角所在顶点、二氧化硅结构单元的几何中心在二氧化硅层上表面上的正投影点在同一条直线上；二氧化硅等腰直角三棱柱的上底面等腰直角三角形的高d1=3μm，两个二氧化硅等腰直角三棱柱之间的距离d2=1μm，二氧化硅等腰直角三棱柱的高t1=3μm。

图2为本发明实施例1结构的二氧化硅热超材料的反射层的反射谱（a）和吸收层的吸收谱（b）。如图所示，该结果显示出：在太阳光谱波段的高反射和大气窗口的宽波带近完美吸收，太阳光波段反射最高为93%，大气窗口吸收最高可达98%。

模拟实验

采用三维有限元多物理场仿真软件COMSOL Multiphysics对实施例1结构进行模拟试验。模拟时只需计算一个二氧化硅结构单元，通过在平面方向设置周期性边界来模拟无限大阵列结构。平面电磁波垂直于基底入射，电场入射极化方向默认沿y轴，在x轴、y轴方向采用周期性边界条件，z轴方向使用完美匹配层来消除在边界处的非物理反射。对应的透射光谱图网格划分设置为特别细化，然后再分别进行频域扫描并计算透射结果，从而获得对应的透射光谱。

本发明实施例1结构二氧化硅热超材料在第一和第二大气窗口整体吸收谱和峰值处的电场分布图如图3所示，（a）--整体吸收谱，（b）-（g）分别为（a）中I-VI峰值处对应的电场分布图，可以看出：热超材料结构在不同位置对吸收均产生影响。

进一步，为了研究入射角度（入射角度指入射光与法线即z轴的夹角）、二氧化硅热超材料的结构参数、温度和对流参数对本发明热超材料性能的影响，模拟试验时，除了变量参数，在保证其它参数与实施例1保持相同的前提下，依次改变入射角度、二氧化硅热超材料的结构参数、温度和对流参数。模拟试验结果如下：

1、平均发射率在第一和第二大气窗口内随入射角度的变化

图4为本发明二氧化硅热超材料的平均发射率在第一和第二大气窗口范围内随入射角度的变化示意图。由图4可以看出：当入射角小于30°该结构显示出近完美吸收，随着角度增加，平均发射率逐渐降低并在50°以后保持在70%不变。该结果显示出多角度适应的高吸收。

、结构参数对平均发射率的影响

图5为本发明二氧化硅热超材料的结构参数对平均发射率的调制作用。由图5可以看出：在其它参数保持不变的前提下，随着t1的增加该结构平均发射率呈现明显的变化，并随着d1、d2的增加平均发射率也有相应的改变。这显示了该结构的高度可调特性。

、温度和对流参数对制冷功率的影响

图6为本发明二氧化硅热超材料在不同温度（a）和对流参数（b）下对制冷功率的影响。由图6（a）可以看出：在温度为300 K时该器件的总辐射功率为324.94 W/m²，日间净辐射功率为188.96 W/m²，达到了较好的辐射制冷效果；而且由图6（a）和（b）可以看出：随着温度的增加，辐射功率逐渐增大，并且对流系数对该结构的制冷功率有重要影响。