空间太阳电池阵用激光防护膜研究进展

高正源1，单贤昊1，胡洁1，孙鹏飞1，罗梓康1，张明鑫1，任重2，王帅2，冯相超2（1.重庆交通大学 a.机电与车辆工程学院 b.材料科学与工程学院；2.中国航天科技体系与创新研究院）

摘要：随着高能激光武器的快速发展，它严重威胁着航天器的安全。空间太阳电池阵作为航天器的重要组成部件，因其面积大、外露时间长，从而成为易受激光攻击的目标，亟须发展有效的防护技术。首先介绍高能激光武器对太阳电池阵的威胁，分析连续激光（热效应为主）和脉冲激光（热-力复合效应）对电池的损伤机理。其次，现有防护技术中的主动防护成本昂贵、系统复杂，而被动防护中的激光防护膜具有成熟、高可靠性和低成本的优点，重点讨论激光防护膜的设计和制备，指出材料的选择需要兼顾高激光反射率、空间环境适应性和热稳定性，基于干涉原理和矩阵导纳法对多层膜结构进行优化设计，可以使薄膜同时实现对激光波段高反射率和太阳电池阵工作波段高透射率，进一步满足空间太阳电池阵用激光防护膜应用需求。薄膜的制备以物理气相沉积技术为主，包括热蒸发、磁控溅射和离子束辅助沉积等技术，此3 种方法各有优劣 ，需根据应用场景进行选择。最后介绍激光防护膜的典型应用。为了应对未来多波段、高功率激光武器对太阳电池阵的升级威胁，需研发超宽谱高折射率新材料，融合智能自适应算法，优化薄膜结构，实现多波段、轻量化激光防护膜的设计制备。

关键词：空间太阳电池阵；激光武器；损伤机理；防护技术；激光防护膜；典型应用