[实用新型]一种紫外至近红外波段的高效双面吸波结构

说明书

本实用新型公开了一种紫外至近红外波段的高效双面吸波结构，包括：介质层，所述介质层的上下表面分别设有结构参数相同的上蛾眼纳米结构阵列和下蛾眼纳米结构阵列，所述上蛾眼纳米结构的高度与底部宽度之比为A₁,所述下蛾眼纳米结构的高度与底部宽度之比为A₂,其中A₂＝A₁≥1，所述上蛾眼纳米结构阵列的周期为P₁，所述下蛾眼纳米结构阵列的周期为P₂，其中450nm≤P₁＝P₂≤650nm，所述上蛾眼纳米结构阵列的表面覆盖有均匀厚度的上金属层，所述上金属层的外表面覆盖有上覆盖层，所述下蛾眼纳米结构阵列的表面覆盖有均匀厚度的下金属层，所述下金属层的外表面覆盖有下覆盖层。本实用新型吸波结构的带宽较宽，光能利用率高，易于制作，便于大规模批量生产。

技术领域

本实用新型涉及电磁波吸收结构的技术领域，具体涉及一种紫外至近红外波段的高效双面吸波结构。

背景技术

近十年来，超材料“完美吸收”引起了国内外学者的关注。研究人员面向隐身、光电探测器、通信等领域，针对超材料在微波、太赫兹等波段高效吸收开展了广泛、深入的研究。近几年，随着微纳米加工技术以及近场表征探测技术的快速发展，超材料在紫外至红外波段(400nm-5000nm)的高效吸收成为研究的热点。可见-红外波段的超宽带吸收在绿色印刷、新型显示、光伏等领域都有广泛应用，比如，在显示领域，可用于构成液晶显示面板中CF(彩色滤光片)基板上的黑色矩阵，增加对比度、防止漏光和色混淆；在绿色印刷领域，用于产生黑色，有望替代重污染的染料或颜料，实现无油墨印刷；在光伏领域，可用于太阳光光能捕获，实现无污染发电；还可应用于隐身、电磁屏蔽等领域。

然而，目前公开报道的文献和专利通常局限于一侧入射光的高效吸波，而不考虑另一侧入射光的吸波效率，或者由于结构设计的局限性，仅一侧入射光的吸收效率高，而另一侧入射光的吸波效率低甚至全部被反射，导致光能不能充分利用，造成极大浪费。近年来，有科研人员针对双向宽带吸波进行了研究，例如，申请号为CN201510915402.9的中国专利【一种可见光双向吸波体结构】公开了一种双向可见光波段宽带吸波器，它由二维纳米结构覆盖金属层和介质层形成，在300nm-800nm波段范围正向平均吸收大于88.3％,反向平均吸收大于77.6％，即正向和反向平均吸收效率均小于90％，且工作波段局限于可见波段，而且从吸收谱可以看出该结构在700nm-800nm波段吸收效率急剧下降，在红外波段吸收性能尚需提升。申请号为CN201810933418.6的中国专利申请【宽带双向广角吸波结构及其制备方法】公开了一种宽带双向广角吸波结构，包括蛾眼纳米结构阵列，蛾眼纳米结构阵列的表面覆盖有金属层，实现了200nm-900nm波段双向高效率吸收，但是，该结构要实现红外波段高效吸收对蛾眼纳米结构的高度与底部宽度的比值有严格限制，导致制作难度高。因此，结构简单、性能优良(可实现紫外-近红外波段超宽带双向高效吸波)且制作成本低的吸波结构的设计仍是目前研究人员亟需突破的难题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种带宽较宽，光能利用率高，易于制作，便于大规模批量生产的双面吸波结构。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种紫外至近红外波段的高效双面吸波结构，其特征在于，包括：

介质层，所述介质层的上下表面分别设有结构参数相同的上蛾眼纳米结构阵列和下蛾眼纳米结构阵列，所述上蛾眼纳米结构的高度与底部宽度之比为A₁,所述下蛾眼纳米结构的高度与底部宽度之比为A₂,其中A₂＝A₁≥1，所述上蛾眼纳米结构阵列的周期为P₁，所述下蛾眼纳米结构阵列的周期为P₂，其中450nm≤P₁＝P₂≤650nm，所述上蛾眼纳米结构阵列的表面覆盖有均匀厚度的上金属层，所述上金属层的外表面覆盖有上覆盖层，所述下蛾眼纳米结构阵列的表面覆盖有均匀厚度的下金属层，所述下金属层的外表面覆盖有下覆盖层。