[发明专利]一种超材料吸收器、装置、系统及其制备方法

权利要求书

1.一种超材料吸收器，其特征在于，包括：

透光介质层；

反射金属层，设置在所述透光介质层的下表面；

石墨烯结构层，设置在所述透光介质层的上表面；

金属微谐振器结构层，设置在所述石墨烯结构层上；所述金属微谐振器结构层为具有总线拓扑结构的金属层；

在外部激光和/或外部电压作用下，所述石墨烯结构层和所述金属微谐振器结构层与太赫兹电磁波形成等离子共振；

在太赫兹电磁波传递至所述透光介质层时，所述透光介质层形成法布里-珀罗干涉共振，所述等离子共振与所述透光介质层形成的法布里-珀罗干涉共振相互耦合；

在工作状态下，通过调节外部激光和/或外部电压的工作参数，调节所述等离子共振的强度，以改变所述法布里-珀罗干涉共振与所述等离子共振的相互耦合强度，进而控制太赫兹电磁波的电磁响应。

2.根据权利要求1所述的一种超材料吸收器，其特征在于，所述金属微谐振器结构层至少包括一个基本金属单元；所述基本金属单元包括一条总线金属条、若干条支线金属条和与所述支线金属条数量相同的金属块；

若干条所述支线金属条的一端分别与所述总线金属条连接，每条所述支线金属条的另一端连接一个所述金属块。

3.根据权利要求2所述的一种超材料吸收器，其特征在于，当所述金属微谐振器结构层包括多个基本金属单元时，所述基本金属单元通过所述总线金属条相互连接并呈阵列式排列。

4.根据权利要求2所述的一种超材料吸收器，其特征在于，所述石墨烯结构层设置有基本石墨烯单元；所述基本石墨烯单元的数量与所述基本金属单元的数量相同，且所述基本石墨烯单元按照所述基本金属单元的排列形式布置；

所述基本石墨烯单元划分为石墨烯区域和空白区域；所述石墨烯区域为覆盖石墨烯的区域，所述空白区域未覆盖石墨烯；

所述基本石墨烯单元的所述石墨烯区域为所述基本金属单元中所述总线金属条、所述支线金属条以及排列顺序为偶数的金属块的投影区域，所述基本石墨烯单元的所述空白区域为所述基本金属单元中排列顺序为奇数的金属块的投影区域。

5.根据权利要求1所述的超材料吸收器，其特征在于，还包括设置在所述金属微谐振器结构层上的离子胶层；

所述离子胶层上设置有第一电极，所述金属微谐振器结构层上设置有第二电极；

所述第一电极与所述第二电极用于为连接外部电压。

6.根据权利要求1所述的超材料吸收器，其特征在于，所述透光介质层的厚度为500微米，所述反射金属层的厚度200纳米。

7.一种超材料吸收装置，其特征在于，包括：激光发射模块、电压模块以及权利要求1所述的一种超材料吸收器；

所述激光发射模块，设置在金属微谐振器结构层上；

所述电压模块，与所述金属微谐振器结构层连接。

8.一种超材料吸收系统，其特征在于，包括控制器以及权利要求7所述的一种超材料吸收装置；

所述控制器，与激光发射模块和电压模块均连接。

9.一种如权利要求1所述的超材料吸收器的制备方法，其特征在于，包括：

制备透光介质层；

通过测控溅射工艺，在所述透光介质层的背面生长一层反射金属层；

利用化学气相沉积方法，制备石墨烯层，并将所述石墨烯层转移至所述透光介质层的正面；

利用光刻工艺，对所述石墨烯层进行结构化的制备，得到石墨烯结构层；

利用光刻工艺，在所述石墨烯结构层上制备金属微谐振器结构层。

10.根据权利要求9所述的超材料吸收器的制备方法，其特征在于，所述利用光刻工艺，在所述石墨烯结构层上制备金属微谐振器结构层，具体包括：

在所述石墨烯结构层上放置光刻板；

在所述光刻板上旋涂光刻胶；

将所述光刻板移除，并对所述光刻胶进行曝光和显影处理，以在所述石墨烯结构层形成未被光刻胶覆盖区域和光刻胶覆盖区域；

利用测控溅射工艺，在所述未被光刻胶覆盖区域上生长金属微谐振器结构层，并剥离所述光刻胶。