红外波段天堂凤蝶微纳结构光谱反射特性

王正龙, 邬文俊, 史　迎

(湖北工业大学机械工程学院， 湖北 武汉 430068)



红外波段天堂凤蝶微纳结构光谱反射特性

王正龙, 邬文俊, 史迎

(湖北工业大学机械工程学院， 湖北 武汉 430068)

[摘要]针对天堂凤蝶在光照下鳞片呈现不同色彩这一现象，对其表面鳞片微观结构和形态进行观察和实验，从光学理论角度解释其变色机理，并对其在近红外波段的光学特性进行分析，得到反射光谱的变化曲线。研究了蝶翅处于不同波长情况下的反射效率，发现在红外波段，蝶翅反射率并不与蝶翅表面颜色成正相关，其原因在于造成蝶翅鳞片色彩多变的因素不是其翅面颜色，而是与其内部微纳结构有关。

[关键词]红外波段； 光学特性； 反射效率； 微纳结构

天堂凤蝶蝶翅在阳光下呈现出亮丽的蓝色，是由其翅面内复杂的结构产生的，是一种典型的结构色[1]。在不同环境下形成多种多样翅面颜色，使其面对天敌时能够很好地隐身。目前，国内外学者针对蝴蝶翅膀处于可见光下变色机理做了一系列研究。Vukusic通过实验分析了蝶翅鳞片的反射特性，得出蝶翅色彩多变与其微纳结构有密切关系；吉林大学课题组也对东北几种常见蝴蝶的变色机理作了详尽分析；华中科技大学团队在已有的研究基础上，对蝶翅在液体和气体方面的应用进行深入分析。然而，对蝶翅处于红外波段的变色机理探索至今仍是空白。本文在红外波段以实验分析天堂凤蝶的变色现象，发现与鳞片复杂内部结构有关，得到反射光谱变化的曲线，并与异形紫斑蝶对比，揭示了其色彩变化的规律。……