[发明专利]可调谐窄带超材料吸收器

说明书

本发明可调谐窄带超材料吸收器属于超材料吸收器和太赫兹技术领域；该可调谐窄带超材料吸收器由多个结构相同的吸收器单元阵列构成，每个吸收器单元从上到下依次设置钛酸锶层(1)，介质层(2)和金膜(3)；所述钛酸锶层(1)，介质层(2)和金膜(3)的长和宽均相同；所述吸收器单元上刻蚀有矩形盲孔，所述矩形盲孔穿透钛酸锶层(1)至介质层(2)上表面；在所述矩形盲孔底部，石墨烯层(4)紧贴介质层(2)上表面；本发明可调谐窄带超材料吸收器具有双调控的功能且对极化不敏感，通过改变石墨烯层的费米能级，实现吸收率调控，通过改变钛酸锶层环境温度，实现中心频率调控。

技术领域

本发明可调谐窄带超材料吸收器属于超材料吸收器和太赫兹技术领域。

背景技术

太赫兹技术在过去几十年里得到了快速发展，目前已经在无线通信、传感器和成像等领域得到了广泛应用。伴随太赫兹技术的发展，人们提出了各种基于超材料的功能器件，如光纤滤波器、吸收器、偏振转换器等。其中，超材料吸收器在热发射器、光伏电池和隐形技术中具有不可替代的作用。超材料吸收器可以使入射电场和磁场被超材料谐振器吸收，在传统超材料吸收器为基于金属结构的固定形状吸收器，在结构确定的条件下，电磁响应特性也是固定不变无法调整的，这在很大程度上限制了它们的应用。如果能够设计一种电磁响应可变的超材料吸收器，将有利于扩大吸收器的应用范围，改变吸收器的产业格局。

发明内容

针对上述技术需求，本发明设计了一种可调谐窄带超材料吸收器，该吸收器具有双调控的功能且对极化不敏感，通过改变石墨烯层的费米能级，实现吸收率调控，通过改变钛酸锶层环境温度，实现中心频率调控。

本发明的目的是这样实现的：

可调谐窄带超材料吸收器，由多个结构相同的吸收器单元阵列构成，每个吸收器单元从上到下依次设置钛酸锶层，介质层和金膜；所述钛酸锶层，介质层和金膜的长和宽均相同；所述吸收器单元中心刻蚀有矩形盲孔，所述矩形盲孔穿透钛酸锶层至介质层上表面；在所述矩形盲孔底部，石墨烯层紧贴介质层上表面。

上述可调谐窄带超材料吸收器，所述：

钛酸锶层的结构参数为100μm×100μm×0.1μm；

矩形盲孔的截面尺寸为13μm×13μm；

介质层的结构参数为100μm×100μm×14μm；

金膜的结构参数为100μm×100μm×1μm。

以上可调谐窄带超材料吸收器，所述钛酸锶层的材料是钛酸锶，所述介质层的材料是TOPAS，所述金膜的材料是金，所述石墨烯层的材料是石墨烯。

有益效果：

在本发明可调谐窄带超材料吸收器，由多个结构相同的吸收器单元阵列构成，每个吸收器单元只包括钛酸锶层，介质层，金膜和石墨烯层，结构简单，易于实现，该可调谐窄带超材料吸收器，具有双调控的功能且对极化不敏感，通过改变石墨烯层的费米能级，实现吸收率调控，通过改变钛酸锶层环境温度，实现中心频率调控。

附图说明

图1为本发明可调谐窄带超材料吸收器的三维模型结构图。

图2为本发明可调谐窄带超材料吸收器中单个吸收器单元的三维模型结构图。

图3为本发明在不同石墨烯费米能级情况下的吸收光谱图。

图4为本发明在不同温度情况下的吸收光谱图。

图5为本发明在不同偏振角情况下的吸收光谱图。

图中：1钛酸锶层、2介质层、3金膜、4石墨烯层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细描述。