[實用新型]一種紅外波段極化不敏感的寬帶超材料吸波器

有效

• 申請號: 201820520370.1
• 申請日: 2018-04-06
• 公開（公告）號: CN208689193U
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: 胡丹;王紅燕;朱巧芬
• 申請（專利權）人: 安陽師范學院
• 主分類號: G02B5/00
• 分類號: G02B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型提供的是一種紅外波段極化不敏感的寬帶超材料吸波器。該超材料吸波器由多個吸波器單元構成，吸波器單元由自下而上依次設置的底層金屬薄膜1，中間損耗介質層2和頂層金屬薄膜組成，底層金屬薄膜1、中間損耗介質層2和頂層金屬薄膜之間相互貼合。所述底層金屬薄膜1是全金屬薄膜，頂層金屬薄膜是圓環31、圓環32和圓環33組成，圓環31的幾何中心、圓環32的幾何中心、圓環33的幾何中心、中間損耗介質層2的幾何中心以及底層金屬薄膜1的幾何中心在一條直線上。本實用新型提供的超材料吸波器具有高吸收率、極化不敏感和寬波帶特性，具有很高的工程應用價值。

技術領域

本發明涉及紅外技術領域，具體涉及一種極化不敏感的寬帶超材料吸波器。

背景技術

隨著現代科學技術的快速發展，以電磁波為媒介被廣泛應用于衛星通信、雷達探測、無線電廣播、熱成像儀等。同時，電磁波輻射對周圍環境的負面影響也日益增大，例如由于電磁波的存在，影響通信質量，干擾儀器正常工作，并且電磁波輻射也會影響人類身體健康。因此，治理電磁波污染，對電磁波進行屏蔽、吸收變得越來越重要。

超材料是一種由亞波長微結構單元按照一定規律排列所構成的人工材料。由于微結構單元的尺寸遠小于工作波長，因此相對于工作波長而言是一種性能均勻的材料。超材料的優點在于可以通過調節微結構單元的幾何形狀、尺寸和分布形式來任意控制材料的電磁屬性，從而獲得多種新奇的特性，例如，負折射、高折射率以及高吸收等。基于超材料的完美吸波器具有體積小、厚度薄、吸收強等優點，可應用于微型測輻射儀、光探測器、熱成像、電磁隱身等領域。

目前，研究人員已經提出了多種超材料吸波器結構，但這些吸波器結構的工作頻段主要局限在單個、雙個和多個波帶的電磁吸波器已不能滿足實際應用的需求。因此，如何實現寬波帶的電磁吸波器，是一個急需要解決的問題。本發明提出的超材料吸波器在2.28～6.57微米內實現了90％的高吸收率，而且還具有極化不敏感特性，因此具有很高的工程應用價值。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種工作于紅外波段的具有極化不敏感特性的寬帶超材料吸波器。

本發明的目的是這樣實現的：該超材料吸波器由多個吸波器單元構成，吸波器單元由自下而上依次設置的底層金屬薄膜1，中間損耗介質層2和頂層金屬薄膜組成，底層金屬薄膜1、中間損耗介質層2和頂層金屬薄膜之間相互貼合。所述底層金屬薄膜1是全金屬薄膜，頂層金屬薄膜是圓環一31、圓環二32和圓環三33組成，圓環一31的幾何中心、圓環二32的幾何中心、圓環三33的幾何中心、中間損耗介質層2的幾何中心以及底層金屬薄膜1的幾何中心在一條直線上。

作為優選，每個吸波器單元的橫剖面都為正方形，其邊長為1.5～1.8微米。

作為優選，底層金屬薄膜1、圓環一31、圓環二32和圓環三33的厚度均為0.2～0.4微米，由鉻制成。

作為優選，圓環三33的外半徑r1和內半徑r2分別為0.25微米和0.22微米。

作為優選，圓環二32的外半徑r3和內半徑r4分別為0.38微米和0.35微米。

作為優選，圓環一31的外半徑r5和內半徑r6分別為0.55微米和0.52微米。

作為優選，中間損耗介質層2是二氧化硅，其厚度t為0.41～0.49微米。

本發明與現有技術相比，其顯著優點為：

1.超材料吸波器的頂層采用三個同心金屬圓環組成，結構簡單，緊湊，完美對稱，易于實現，還可以使吸波器具有極化不敏感特性；

2.本發明提出的超材料吸波器，可以在2.28～6.57微米的波長范圍內實現寬帶吸收，吸收率均不小于90％；

3.本發明提出的超材料吸波器結構所用材料皆為常規材料，易于實現。

附圖說明