中红外大气窗口在红外探测、红外成像和辐射制冷领域发挥着重要作用。如何使红外热发射体在中红外大气窗口中具有可调控辐射、选择性辐射等特性,成为了电磁超材料领域的研究热点。同时,随着GST、VO₂等相变材料的快速发展,使得以主动方式调控超材料的电磁性能成为可能。本文基于磁谐振/驻波多模式耦合的超材料吸波机理,设计了基于VO₂的红外热发射体,通过主动调控的方式来展现特定中红外大气窗口的辐射切换,实现了类似红外伪装、红外隐身的特殊物理效应。本文的研究内容及创新点主要包含以下几点:（1）针对VO₂薄膜的特点优化了基于脉冲激光沉积法制备VO₂薄膜的工艺,以及较厚VO₂薄膜的制备方法。对VO₂的热致相变和电致相变进行了系统的理论分析。通过实验验证了VO₂的电致相变是由局部焦耳热诱发。（2）基于红外吸波超材料的设计思路设计了两种热辐射主动调控超材料:一种是高温8¹4μm、低温5⁸μm吸收的结构,该结构低温时在5⁸μm具有三个磁谐振模式耦合形成的宽带吸收,高温时宽带吸收移动到了8¹4μm;另一种是低温8¹4μm、高温5⁸μm吸收的结构,该结构低温时在8¹4μm具有由三阶磁谐振和一阶驻波模式耦合形成的宽带吸收,发射率高于0.8的带宽达到了2.87μm,而高温时在5⁸μm为一阶驻波吸收且8¹4μm的发射率低于0.2。两者均实现了发射峰在中红外大气窗口内外的可逆切换。此类课题在红外领域研究极少。（3）通过对制备样品的热成像实验和红外热辐射理论分析,发现了在VO₂相变温度点附近,红外热辐射体具有辐射温度稳定区,具有红外伪装的效应;同时,发现了热辐射体的辐射温度在室温附近的特定温度点能够形成与背景材料相同的辐射温度,即在此温度下热辐射体具有隐身效应。