众所周知，温度在0K以上的物体都会以电磁波的形式向外辐射能量，这种能量传递的方式被定义为辐射换热，辐射换热中的电磁波主要分为传播波与倏逝波。传播波电磁场强度较小，在离开物体表面后的衰减很弱，可以继续在自由空间内传播，属于远场辐射，其可由物体内部的电子热运动来进行近似解释，目前已有较为成熟的理论体系（普朗克黑体辐射理论）来描述远场辐射。倏逝波是指由于全反射而在不同介质表面所产生的一种电磁波，其产生与电荷的库仑力有关，基于其起源，倏逝波仅沿着介质表面传播，且其在远离介质表面一定距离后将迅速衰减，倏逝波作用范围内的场即为近场。从近场辐射被人们关注开始，便有相关的理论推导出现，其中较为行之有效的为Polder等人[1]从理论上推导出的两个平行平板间的近场辐射换热公式，其为后来者研究近场辐射提供了一条有力途径。近年来，随着纳米技术的不断发展，对近场辐射的实验探究逐渐得以实现，并验证了过往对于辐射换热的理论推导。同时人们根据近场辐射特点将之应用在热光电系统，纳米光刻，高密度光存储和近场探测等方面，为人们发展新能源与探究微观世界提供了有力的帮助，近场辐射至此已进入大多数辐射理论研究者的视野，成为了辐射领域研究的热点。根据已有的理论体系，辐射换热在介质距离较小时将得到极大强化，数值模拟表明，近场范围内的辐射换热量与间距的6次方成反比，这比史蒂芬-玻尔兹曼定律的计算结果要高出五至六个数量级，正是近场辐射的这一性质，为提高热光电能量转换系统的转换率提供了一个清晰的思路。此外，也可利用其距离与辐射换热强度之间的关系来绘制物体表面微观下的地形地貌。目前国内外关于近场辐射的研究主要集中在数值模拟和实验探究两方面，就总体研究而言，它们还处在基础阶段。

2  国内外近场热辐射研究现状

2。1  近场热辐射的数值模拟

2。1。1  微纳球体之间的近场热辐射

2。1。2 微纳球体与平行平板之间的近场辐射换热

2。1。3 平行平板间近场辐射换热

2。2 近场热辐射的实验探究

3  理论基础

3。1 涨落电动力学

提及涨落电动力学，必须先介绍其理论基石，涨落耗散定理[16]。涨落耗散定理是统计物理学中的一条十分重要的定理，其深刻地揭示了物理过程中涨落和耗散这两种根本现象之间的关联，把宏观系统的一些非平衡性质通过平衡性质表示出来，这一理论体系恰好为描述近场中的涨落电流源提供了帮助。

为描述远场热辐射的规律，研究者们基于几何光学建立了传统的辐射传输方程，但研究表明，该传统辐射传输方程并不能描述近场范围内的热辐射，因为倏逝波的影响已不再可以被忽略，意识到此种现象，研究者们开始质疑热辐射在微观下产生的本质。为推测辐射的起源，Rytov等人[21]结合涨落耗散定理和麦克斯韦方程组建立了涨落电动力学，为辐射建立了最早的理论模型，也为后来者们提供了一条研究辐射的有力途径。根据涨落电动力学，任何温度高于0 K的物体，其内部电荷（金属中的电子，极性材料中的偶极子）都将作随机热运动，其运动的结果将在整个空间内产生随时间变化的电流，同时变化的电流将产生交替的磁场与电场，但由于电流源的随机性，其产生的磁场与电场也将是随机的。为描述这些随机的电流源，以涨落耗散定理为基础的涨落电动力学便诞生了，近场与远场辐射的传播与相互作用均可在涨落电动力学中被准确的描述了。