[發(fā)明專利]超窄帶超表面吸收器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210571503.9
• 申請日: 2022-05-24
• 公開（公告）號: CN115113309A
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高揚;劉暢;張景煜;馮恒利;房冬超;王金成;張作鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 黑龍江大學(xué)
• 主分類號: G02B5/00
• 分類號: G02B5/00;G02B1/00
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23213
• 代理人: 岳昕

本發(fā)明超窄帶超表面吸收器涉及納米級超表面吸收器技術(shù)領(lǐng)域；所述超窄帶超表面吸收器，由多個相同細(xì)胞單元陣列組成，每個細(xì)胞單元由基底層、介質(zhì)層、底層圓環(huán)、中層介質(zhì)圓環(huán)、頂層圓環(huán)、底層長方體、中層介質(zhì)長方體和頂層長方體組成；所述介質(zhì)層緊貼于基底層上方，介質(zhì)層上設(shè)置有由底層圓環(huán)和底層長方體組成的結(jié)構(gòu)；所述底層圓環(huán)上依次覆蓋有中層介質(zhì)圓環(huán)和頂層圓環(huán)；所述底層長方體上依次覆蓋有中層介質(zhì)長方體和頂層長方體；本發(fā)明超窄帶超表面吸收器結(jié)構(gòu)簡單、夠做在高集成度的情況下同樣便于加工、吸收效果好、透射峰的帶寬非常窄且具有更好的選擇性，并且對于非目標(biāo)波段的光可以近乎完美透過。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明超窄帶超表面吸收器涉及納米級超表面吸收器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

表面等離子體是金屬表面存在的自由振動的電子和光子相互作用的沿著金屬-介質(zhì)-金屬傳播的一種特殊的電磁波，在金屬表面處場強最大，在垂直于界面方向呈指數(shù)衰減，并且具有操控光的功能。

超表面窄帶吸收器由于具有非常好的選擇性，成為了近年來非常熱門的研究課題。但是如何在近紅外波段實現(xiàn)窄帶高吸收是一個難題。目前，為了在近紅外波段實現(xiàn)窄帶高吸收，往往要設(shè)計非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，不利于加工和應(yīng)用，那么，設(shè)計一個結(jié)構(gòu)簡單、易于加工的吸收器，將是本領(lǐng)域的一個發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明設(shè)計了一種超窄帶超表面吸收器，結(jié)構(gòu)簡單、夠做在高集成度的情況下同樣便于加工、吸收效果好、透射峰的帶寬非常窄且具有更好的選擇性，并且對于非目標(biāo)波段的光可以近乎完美透過。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

超窄帶超表面吸收器，由多個相同細(xì)胞單元陣列組成，每個細(xì)胞單元由基底層、介質(zhì)層、底層圓環(huán)、中層介質(zhì)圓環(huán)、頂層圓環(huán)、底層長方體、中層介質(zhì)長方體和頂層長方體組成；

所述介質(zhì)層緊貼于基底層上方，介質(zhì)層上設(shè)置有由底層圓環(huán)和底層長方體組成的結(jié)構(gòu)；所述底層圓環(huán)上依次覆蓋有中層介質(zhì)圓環(huán)和頂層圓環(huán)；所述底層長方體上依次覆蓋有中層介質(zhì)長方體和頂層長方體。

上述超窄帶超表面吸收器，

底層圓環(huán)、中層介質(zhì)圓環(huán)和頂層圓環(huán)的結(jié)構(gòu)參數(shù)相同；

底層長方體中層介質(zhì)長方體和頂層長方體的結(jié)構(gòu)參數(shù)相同。

進(jìn)一步地，

在基底層中，x方向的周期Px＝500nm，y方向的周期Py＝500nm，高度h1＝100nm；

在介質(zhì)層中，x方向的周期Px＝500nm，y方向的周期Py＝500nm，高度h2＝200nm；

在底層圓環(huán)、中層介質(zhì)圓環(huán)和頂層圓環(huán)中，外圓直徑d1＝100nm，內(nèi)圓直徑d2＝20nm，高度h3＝35nm；

在底層長方體、中層介質(zhì)長方體和頂層長方體中，x方向的寬度Wx＝28nm，y方向的寬度Wy＝200nm，高度h4＝28nm。

以上超窄帶超表面吸收器，所述基底層為硅材料，所述介質(zhì)層為二氧化硅材料，所述底層圓環(huán)為銀材料，所述中層介質(zhì)圓環(huán)為二氧化硅材料，所述頂層圓環(huán)為銀材料，所述底層長方體為銀材料，所述中層介質(zhì)長方體為二氧化硅材料，所述頂層長方體為銀材料。

有益效果：

第一、本發(fā)明超窄帶超表面吸收器的吸收層，由多個相同細(xì)胞單元陣列組成，每個細(xì)胞單元僅由基底層、介質(zhì)層、底層圓環(huán)、中層介質(zhì)圓環(huán)、頂層圓環(huán)、底層長方體、中層介質(zhì)長方體和頂層長方體八個結(jié)構(gòu)組成，因此具有結(jié)構(gòu)簡單的技術(shù)優(yōu)勢；

第二、本發(fā)明超窄帶超表面吸收器只用到了硅，二氧化硅和銀三種材料，由于這些材料為生活中常見材料，成本低廉，因此本發(fā)明具有優(yōu)越的成本優(yōu)勢；此外，這些材料的加工技術(shù)非常成熟，也使得本發(fā)明能夠做到在高集成度的情況下同樣便于加工。