具有极化和角度不敏感的长波长红外超材料吸收器,采用紧的混合圆柱结构
Wenqian Zhang1,2, Youxin Chen1,2, Jiang Wei1,2
1National Key Laboratory of Advanced Micro and Nano Fabrication Technology, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, 200240, China.
Nanoscale
|December 18, 2024
概括
本研究介绍了一种用于长波长红外应用的紧型宽带元材料吸收器. 这种新的设计实现了高吸收率,具有超薄,小的足迹,可用于先进的红外技术的小型化.
科学领域:
- 光学和光子学 在光学和光子学.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 宽带元材料吸收器对于长波长红外线 (LWIR) 应用,如热成像和红外线信号抑制,至关重要.
- 现有的LWIR吸收器在减少其单元结构的厚度和侧面尺寸方面面临着挑战.
- 在LWIR中实现高吸收通常需要更大,更庞大的设计.
研究的目的:
- 提出并实现一个紧的宽带LWIR超材料吸收器,具有超薄和小的足迹.
- 为了研究潜在的物理机制,包括负责吸收的表面等离子体共振.
- 为了证明使用标准光刻法制造的可行性.
主要方法:
- 制造多层Ge/Ti/Ge/SiO2混合圆柱体结构,周期和厚度为1.2μm.
- 使用高k (Ge) 产生强烈的红移效应,使用 (Ti) 和二氧化 (SiO2) 产生光学损失.
- 吸收光谱,极化和角度依赖的表征.
主要成果:
- 实验光谱平均吸收率为92.7%,在8至14微米范围内实现.
- 从0°到45°显示出极化和角度不敏感.
- 通过标准光刻法成功制造,避免复杂的e-beam光刻法.
结论:
- 开发的紧型元材料吸收器具有出色的宽带LWIR吸收.
- 它的小尺寸和简单的制造使其适合小型化,集成的红外系统.
- 该吸收器在诸如IR信号抑制和辐射冷却等应用中表现有前途.
