一种利用双曲超材料光栅实现选择性吸波方法及吸波器技术

本发明专利技术公开了一种利用双曲超材料光栅实现选择性吸波方法，具体涉及到基于金属‑介质周期膜堆的双曲色散特性，结合亚波长光栅结构，针对TM偏振入射光，利用双曲超材料光栅的电磁场增强效应，实现光吸收率的选择性吸收增强。在确定金属和介质材料参数基础上，通过优化光栅脊宽度、金属膜层厚度、介质膜层厚度和膜堆数，可以在不同波段实现光吸收率的选择性吸收增强。通过调节光栅脊宽度，可以实现吸收峰位置的选择，且结构的选择吸收特性对金属‑介质膜堆数不敏感，具有很高的实验容差，因此，本发明专利技术在增强纳米成像、隐身材料、光电探测、生物传感等领域有应用前景。实际应用中可以根据需要灵活选取恰当的膜堆数。

【技术实现步骤摘要】
一种利用双曲超材料光栅实现选择性吸波方法及吸波器
本专利技术涉及微机电系统、光电探测领域，特别是一种利用双曲超材料光栅实现选择性吸波方法及吸波器。
技术介绍
色散特性通常指介电常数或磁导率随波长变化的特性。当特定的两种材料按照一定方式组合后，即会在特定的波段(频段)出现双曲色散特性，该组合材料称之为双曲超材料，而该特定的波段为双曲波段(双曲波段表现出双曲色散曲线)。在双曲波段中，双曲超材料介电常数或磁导率张量在某一方向为负值，而在其他两个方向为正值。双曲超材料是一种各向异性材料，这种各向异性结构的超材料具有独特的双曲色散特性。双曲超材料吸波器是一种利用双曲色散特性实现吸收增强的光学元件，这类吸波器件基于金属-介质周期膜堆结构，通过结构参数调控以及膜系设计，在结构中产生光场局域和电磁场增强效应，实现光吸收率的增强。这类结构可以根据需要灵活选取膜层数以及膜层材料，制造工艺较简单，吸收性能好，在成像系统、微型天线、智能通信以及光电探测等领域有重要应用价值。近年来，研究发现将双曲超材料与微纳结构相结合可以增强光吸收率，主要有两种方式：第一种是在双曲超材料膜堆上方引入微结构，通过微结构调控入射本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用双曲超材料光栅实现选择性吸波方法，其特征在于：包括，在双曲超材料膜堆的双曲色散特性基础上，将双曲超材料膜堆调整为亚波长光栅结构，得到双曲超材料光栅，并利用所述双曲超材料光栅自身的电磁场增强效应，实现光吸收率的选择性吸收增强。

【技术特征摘要】
1.一种利用双曲超材料光栅实现选择性吸波方法，其特征在于：包括，在双曲超材料膜堆的双曲色散特性基础上，将双曲超材料膜堆调整为亚波长光栅结构，得到双曲超材料光栅，并利用所述双曲超材料光栅自身的电磁场增强效应，实现光吸收率的选择性吸收增强。2.如权利要求1所述的利用双曲超材料光栅实现选择性吸波方法，其特征在于：所述双曲超材料膜堆为金属-介质周期膜堆。3.如权利要求1或2所述的利用双曲超材料光栅实现选择性吸波方法，其特征在于：所述入射光为TM偏振光，并选取其波段为可见光到近红外。4.如权利要求3所述的利用双曲超材料光栅实现选择性吸波方法，其特征在于：当所述金属-介质周期膜堆的一个周期的厚度tm+td远小于入射光波长λ时，金属-介质周期膜堆可以等效为一个各向异性的均匀媒质，对于沿平行和垂直于金属-介质交界面方向的电场，其等效介电常数ε||和ε⊥分别为：ε||＝fεm(ω)+(1-f)εd；1/ε⊥＝[f/(εm(ω))]+[(1-f)/εd]；其中，εm和εd分别为金属和介质的介电常数，f＝tm/(tm+td)。5.如权利要求4所述的利用双曲超材料光栅实现选择性吸波方法，其特征在于：当所述等效介电常数ε||或ε⊥小于零时，所述金属-介质周期膜堆具有双曲色散特性，并在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑田，齐红龙，王啦，尹欣，王继成，王跃科，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32