[发明专利]一种基于微纳结构的双波段制导激光吸收器件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于微纳结构的双波段制导激光吸收器件及其制备方法，由平面延拓的若干吸波单元构成，主要采用微纳加工方法制备。所述吸波单元由三层构成：上层为等离激元谐振层，中间层为法布里珀罗(FP)谐振层，下层为金属底板反射层。所述等离激元谐振层包含十字架结构，由介质材料十字架和金属材料十字架堆叠而成，并置于所述FP谐振层之上，形成周期性阵列。所述FP谐振层置于所述等离激元谐振层和金属底板反射层之间，由高折射率的介质材料构成。所述金属底板反射层由金属镍构成。所述微纳加工方法主要包括真空镀膜、电子束曝光等过程。本发明通过等离激元谐振和FP谐振相结合，采用包含微纳结构的双谐振层，实现对1.064μm和10.6μm波长制导激光的同时、高效、宽角度吸收，用于对抗激光制导、实施激光隐身等。

技术领域

本发明涉及电磁波吸波技术领域，特别涉及一种基于微纳结构的双波段制导激光吸收器件及其制备方法，可对激光制导中常用的1.064μm和10.6μm波长红外激光形成同时、高效、宽角度吸收，用于对抗激光制导、实施激光隐身等。

背景技术

吸波材料是有效吸收投射到其表面的电磁波、显著降低目标回波强度的一类功能材料。传统吸波材料有铁氧体、金属超微粉、多晶铁纤维、等离子体吸波材料等，普遍存在着厚、重、稳定性差等缺点。

超材料可以呈现天然材料所不具备的特殊物理性能，如负折射率、负磁导率、负介电常数等，一直受到广泛关注。超材料吸波器自提出以来，吸收工作波段频域不断拓展，吸收功能逐渐从单波段跨向多波段。常见超材料吸波器实现某(几个)波长高效吸收的主要原理是等离激元谐振，根据这个特点，可通过调节结构单元几何形状、尺寸、分布形式等，对材料的谐振特性进行调控。另外，为了获得多波段的吸收，许多研究工作尝试将亚波长微结构单元按照一定规律排列组合，包括结构平面组合法、结构垂直堆叠法、结构拼接法等。超材料吸波器在雷达、电磁、激光隐身等军事领域具有极大的应用价值。

目前，超材料吸波器发展迅速，一些极化不敏感、宽入射角、多频带、宽频带的吸波器不断被提出。但是，要同时、高效吸收1.064μm和10.6μm两个波长的激光，有许多问题待解决。因为，上述两个波长相差极大，常规的、仅依靠等离激元谐振的平面组合、结构拼接等超材料设计，容易导致上述短波长处表现为传播等离激元，从而对入射角度敏感。也有研究者尝试与亥姆霍兹腔结合，以便达到角度不太敏感，但该结构加工制备难度很大。总的来说，能够同时高效吸收1.064μm和10.6μm波长激光的超材料吸收器件成果不多，且大多存在对入射角较敏感、吸收效率不够高、制备难度大的不足。

由此可见，传统吸波材料普遍由于厚、重等不足，应用受限；当前的超材料吸波器虽然可用于吸收激光，但大多难以克服对入射角敏感的问题，或存在制备难度大甚至无法制备的缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术不足，提供一种基于微纳结构的双波段制导激光吸收器件，实现对常用1.064μm和10.6μm波长激光的同时、高效、宽角度吸收，用于对抗激光制导、实施激光隐身等。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种基于微纳结构的双波段制导激光吸收器件及其制备方法，由平面延拓的若干吸波单元构成。所述吸波单元由三层构成：上层为等离激元谐振层，中间层为法布里珀罗(FP)谐振层，下层为金属底板反射层。

上述技术方案中，所述等离激元谐振层包含十字架结构，由介质材料十字架和金属材料十字架堆叠而成，并置于所述FP谐振层之上，形成周期性阵列。所述FP谐振层置于所述等离激元谐振层和金属底板反射层之间，由高折射率介质材料构成。所述金属底板反射层由金属镍构成。所述底层金属和所述FP谐振层连为一体，所述FP谐振层与所述十字架连为一体。

一种基于微纳结构的双波段制导激光吸收器件制备方法，主要包括真空镀膜、电子束曝光等过程，包括如下步骤：

(1)采用真空镀膜法，在表面光滑的基材上，先镀上一层金属镍薄膜，再镀一层介质薄膜。