嵌入式长波红外超宽带完美吸收器

• 作者: 刘坤 刘媛媛 邓芳 朱路 刘唤
• 来源期刊: 光学学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 光学器件 超材料吸收器 红外 宽波段 谐振腔模式
• 年，卷（期）: 2021,（24）
• 所属期刊栏目: 光学器件|Optical Devices
• 页码范围: 257-266
• 页数: 10页
• 分类号: O431
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/AOS202141.2423002

摘要

为了实现长波红外光谱的高吸收,结合阻抗匹配理论和时域有限差分方法设计了一种长波红外超宽带完美吸收器.首先,分析了金属-介质-金属结构的超材料吸收器,该吸收器在7～14 μm波段内的平均吸收率大于91％.然后,在金属-介质-金属结构的基础上提出了一种嵌入式结构的超宽带完美吸收器,该吸收器在7～14 μm波段具有近乎完美的吸收特性,平均吸收率可达到97.55％,且具有偏振不敏感特性;在入射角度为50°时的平均吸收率仍大于90％(横磁模式下为90.5％、横电模式下为93.7％).研究结果表明,表面等离子体和法布里-珀罗谐振腔等多种模式的共同作用是获得宽波段完美吸收的主要因素.设计的吸收器在红外光谱内实现了优异吸收,在能量收集、红外传感器等领域具有潜在的应用价值.