[发明专利]一种极化不敏感的多波长近红外吸收器

说明书

本发明公开了一种极化不敏感的多波长近红外吸收器，属于近红外超材料吸收器技术领域，解决只能在单个、两个或三个波长内电磁波的高吸收问题。本发明的吸收器由多个吸收器单元构成，所述的每个吸收器单元包括：衬底(1)、金膜(2)、金纳米腔(21)；其中，金膜(2)紧贴于衬底(1)的上表面；金属纳米腔(21)为“十”字形凹槽，位于结构单元的中心，从金膜(2)的上表面开始刻到金膜(2)内一定深度但没有刻透；所述的金属纳米腔(21)中填充电磁波材质。本发明提供的近红外吸收器具有结构简单，高吸收率，极化不敏感和宽入射角特性，并且有六个吸收峰值点。

技术领域

本发明涉及红外技术领域，具体涉及一种极化不敏感的多波长超材料吸收器。

背景技术

在国防军事领域，为避免武器装备被敌方发现并攻击，提高军事装备的战术水平，雷达隐身技术也变得日益重要，受到世界各国的高度重视。吸波是雷达隐身技术的关键，但传统吸波材料存在体积庞大、笨重、性能低等缺点，在应用上受到很大的限制。基于超材料吸收器具有厚度薄、质量轻、吸收强等优点，在微型测辐射仪、热电子光探测器、红外隐身、辐射制冷等领域具有重要的应用前景。Landy等人首次在微波波段提出金属劈裂环/介质/金属线三明治结构，该结构实现了单个波长的完美吸收，随后，又提出改进型的三明治结构(金属结构/介质/金属薄膜)，由于其结构简单、吸收率高已被广泛研究。

目前，科研人员已经提出了多种超材料吸收器结构，但这些吸收器结构的工作波长主要局限在单个、双个或三个波长的电磁波吸收已不能满足系统抗干扰的要求。因此，如何实现多个波长的电磁波吸收，增强对系统的抗干扰性，是一个急需要解决的问题。本发明提出的超材料吸收器在1.0～2.5微米内实现了多大六个波长的完美吸收，而且还具有极化不敏感和宽入射角的特性，因此具有很高的工程应用价值。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种工作于红外波段的具有极化不敏感特性的多波长超材料吸收器。

本发明的目的是这样实现的：该超材料吸收器由多个吸收器单元构成，吸收器单元包括：衬底(1)、金膜(2)、金纳米腔(21)；其中，金膜(2)紧贴于衬底(1)的上表面；金属纳米腔(21)为“十”字形凹槽，位于结构单元的中心，从金膜(2)的上表面开始刻到金膜(2)内一定深度但没有刻透；所述的金属纳米腔(21)中填充无损耗电磁波材质。

每个吸收器单元的横剖面都为正方形，其边长为300～390纳米.

所述金膜的厚度t远大于红外波在金属中的穿透深度h_skin，金纳米腔的深度h，从金属纳米腔的底部到衬底的上表面剩余的金膜的厚度仍能远大于红外波的穿透深度，即T-h＞＞h_skin。

所述金纳米腔(21)的宽度W为80～110纳米。

所述金纳米腔(21)的深度h为700～900纳米。

所述金纳米腔(21)的长度L为240～290纳米。

所述金纳米腔(21)中填充电磁波材质为砷化镓、硅、磷化铟或磷化镓。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：

1.超材料吸收器采用金属纳米凹槽中填充电磁波材质，结构简单，紧凑，新颖，完美对称，易于实现，还可以使吸收器具有极化不敏感和宽入射角的特性；

2.本发明提出的超材料吸收器，可以在1.0～2.5微米的波长范围内实现六个吸收峰，且都具有近乎完美的吸收；

3.本发明提出的超材料吸收器结构所用材料皆为常规材料，易于实现。

附图说明

图1：本发明的三维结构示意图。

图2：图1的主视图。

图3：图1的仰视图。