论文部分内容阅读
超材料是一种人工纳米复合材料,其单元尺寸小于入射电磁波的波长。由于超材料的性质主要决定于其周期性排列结构,而非组成材料的性质,因而具有某些超常规的特性,例如:负折射、隐形、电磁诱导透明、电磁诱导吸收、完美吸收等。本文中我们研究超材料完美吸收器。超材料完美吸收器根据吸收带宽不同,可以分为宽带完美吸收器和窄带完美吸收器。窄带完美吸收器可分为单频带完美吸收器和多频带完美吸收器。宽带完美吸收器可应用在太阳能电池,光子探测等领域;窄带完美吸收器可应用在光波过滤器,等离子传感器等领域。本文中我们利用电磁诱导透明效应设计了一个双频窄带完美吸收器。该吸收器单元结构是由顶层金条和一层介电层组成。在我们的方案中,顶层两个短金条被入射电磁波直接激发作为亮模式,而长金条不能被入射电磁波激发作为暗模式,但长金条能被短金条的局域电场激发。通过短金条与长金条的耦合,我们得到了两个完美吸收峰,频率分别是198.47 THz和209.79 THz,它们的吸收率都超过了99%。我们发现两个吸收峰的品质因数分别为41.76和71.42,而且这两个吸收峰之间的距离为9.32 THz。另外,我们计算了两个完美吸收峰的灵敏度分别为311.5 nm/RIU 和 246 nm/RIU。本文中我们利用电磁诱导吸收效应设计了一个窄带单频带完美吸收器。该吸收器的单元结构是由顶层具有两个孔槽的银板和一层介电层组成。根据巴比涅原理,单元结构顶层的两个孔槽可以被入射电磁波磁矢量激发作为亮模式。通过这两个亮模式的耦合,实现了电磁诱导吸收效应。电磁诱导吸收效应会产生窄带、高吸收率的吸收峰,适用于设计窄带单频带完美吸收器。该吸收器的吸收率超过99%,吸收峰的Q值为49.6。另外,我们计算了完美吸收器的灵敏度为204.6 nm/RIU。