一种波长可调的光吸收装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及光吸收技术领域，具体涉及一种波长可调的光吸收装置，包括衬底和置于衬底上周期排布的光吸收单元，光吸收单元包括支撑部、第一金属部、第一热膨胀部、第二金属部、第二热膨胀部、第三金属部，支撑部和第二热膨胀部置于衬底上，支撑部高于第二热膨胀部，第一金属部置于支撑部上，第一热膨胀部置于第一金属部上，第二金属部置于第一热膨胀部上，第三金属部置于第二热膨胀部上。在本发明专利技术中，第一热膨胀部和第二热膨胀部共同调节了磁偶极子共振模式，使得共振峰的位置对温度更灵敏。使得共振峰的位置对温度更灵敏。使得共振峰的位置对温度更灵敏。

【技术实现步骤摘要】
一种波长可调的光吸收装置


[0001]本专利技术涉及光吸收
，具体涉及一种波长可调的光吸收装置。

技术介绍

[0002]光吸收是指光通过材料时，与材料发生相互作用，光的电磁辐射能量部分地被转化其他形式能量的物理过程。通常地，光被吸收以后被转化为热，以热能的形式释放，形成了光热转化。
[0003]光吸收技术在太阳能电池、红外探测、大气环境监测、海水淡化等诸多领域有着重要的应用。因此，提升材料的吸收性能，挖掘影响材料光吸收特性的因素，在科学研究和技术应用上均具有重要的意义。
[0004]近年来，研究人员应用微纳结构实现了较高的光吸收效率，特别是通过贵金属微纳结构的局域表面等离激元共振实现了强吸收。但是，当贵金属微纳结构被制备完成后，其结构和形状均被固定，其吸收光谱也被固定，特别是吸收峰的位置难以改变，不能够随着入射光的光谱调节贵金属微纳结构的吸收峰，从而导致对入射光的利用率低。

技术实现思路

[0005]为解决以上问题，本专利技术提供了一种波长可调的光吸收装置，包括衬底和置于衬底上周期排布的光吸收单元，光吸收单元包括支撑部、第一金属部、第一热膨胀部、第二金属部、第二热膨胀部、第三金属部，支撑部和第二热膨胀部置于衬底上，支撑部高于第二热膨胀部，第一金属部置于支撑部上，第一热膨胀部置于第一金属部上，第二金属部置于第一热膨胀部上，第三金属部置于第二热膨胀部上。
[0006]更进一步地，衬底的材料为二氧化硅。
[0007]更进一步地，光吸收单元排布的周期为二维周期。
[0008]更进一步地，支撑部的材料为PMMA。
[0009]更进一步地，支撑部的高度大于40纳米、小于200纳米。
[0010]更进一步地，支撑部的宽度大于40纳米、小于100纳米。
[0011]更进一步地，相邻支撑部之间的距离小于100纳米。
[0012]更进一步地，第一金属部、第二金属部、第三金属部的材料为贵金属。
[0013]更进一步地，贵金属为金或银。
[0014]更进一步地，第一热膨胀部和第二热膨胀部的材料相同。。
[0015]本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种波长可调的光吸收装置，包括衬底和置于衬底上周期排布的光吸收单元，光吸收单元包括支撑部、第一金属部、第一热膨胀部、第二金属部、第二热膨胀部、第三金属部，支撑部和第二热膨胀部置于衬底上，支撑部高于第二热膨胀部，第一金属部置于支撑部上，第一热膨胀部置于第一金属部上，第二金属部置于第一热膨胀部上，第三金属部置于第二热膨胀部上。入射光为线偏振光，线偏振光的偏振方向沿相邻支撑部的连线方向。入射光可以垂直照射本专利技术的光吸收装置，也可以倾斜照射本
专利技术的光吸收装置。在本专利技术中，第一金属部、第二金属部、第三金属部形成磁偶极子共振模式，第一热膨胀部设置在第一金属部和第二金属部之间，第二热膨胀部设置在第三金属部的底部。当需要对本装置的吸收峰进行调节时，改变环境的温度，第一热膨胀部和第二热膨胀部发生膨胀，改变了磁偶极子共振模式，从而调节了吸收峰的波长。在本专利技术中，第一热膨胀部和第二热膨胀部共同调节了磁偶极子共振模式，使得共振峰的位置对温度更灵敏。
[0016]以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0017]图1是一种波长可调的光吸收装置的示意图。
[0018]图中：1、衬底；2、支撑部；3、第一金属部；4、第一热膨胀部；5、第二金属部；6、第二热膨胀部；7、第三金属部。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]实施例1本专利技术提供了一种波长可调的光吸收装置，如图1所示，包括衬底1和置于衬底1上周期排布的光吸收单元，光吸收单元排布的周期为二维周期。也就是说光吸收单元为条形，图1为整个装置的截面。光吸收单元包括支撑部2、第一金属部3、第一热膨胀部4、第二金属部5、第二热膨胀部6、第三金属部7。支撑部2的材料为绝缘材料。在本专利技术中，支撑部2的材料右旋为PMMA。这便于在衬底1上旋凃PMMA（光刻胶）后，使用电子束曝光技术对衬底1上的PMMA进行刻蚀，显影、定影、烘干后即可得到支撑部2。第一金属部3、第二金属部5、第三金属部7的材料为贵金属，贵金属为金或银。第一热膨胀部4和第二热膨胀部6在吸热时产生膨胀，第一热膨胀部4和第二热膨胀部6的材料在此不做具体限制。相邻支撑部2之间的距离小于100纳米，以便在相邻支撑部2之间聚集更强的光场。衬底1的材料为二氧化硅。支撑部2和第二热膨胀部置于衬底1上。支撑部2高于第二热膨胀部7，以便于在衬底1表面形成凹形。支撑部2的高度大于40纳米、小于200纳米。旋凃光刻胶时，利用甩胶机在衬底1上旋凃光刻胶PMMA，设定甩胶机甩胶时间大于30秒、小于1分钟，转速大于800转、小于1200转，确保衬底1的表面光刻胶形成均匀的薄膜，以便于不同支撑部2的高度相同。旋凃光刻胶后，将旋涂有光刻胶的基底放置在加热台上，烘干，温度为120
‑
180摄氏度，时间为3分钟。支撑部2的宽度大于40纳米、小于100纳米。第一金属部3置于支撑部2上，第一金属部3的尺寸与支撑部2的上表面尺寸相同；第一热膨胀部4置于第一金属部3上，第一热膨胀部4的尺寸与第一金属部3上表面的尺寸相同。第二金属部5置于第一热膨胀部4上，第二金属部5的尺寸与第一热膨胀部4上表面的尺寸相同。第三金属部7置于第二热膨胀部6上，第三金属部7的尺寸与第二热膨胀部6上表面的尺寸相同。
[0021]应用时，入射光为线偏振光，线偏振光的偏振方向沿相邻支撑部2的连线方向，也
就是图1中的左右方向。入射光可以垂直照射本专利技术的光吸收装置，也可以倾斜照射本专利技术的光吸收装置。在本专利技术中，第三金属部7置于靠近衬底1的部位，第一金属部3和第二金属部5形成复合金属结构，第三金属部7和左右相邻的两个复合金属结构构成U形组合；当入射光沿左右方向偏振时，在U形组合中形成沿着垂直于衬底1的面形成磁偶极子共振模式，使得大部分能量聚集其中。第一热膨胀部4设置在第一金属部3和第二金属部5之间，第二热膨胀部6设置在第三金属部7的底部；当需要对本装置的吸收峰进行调节时，改变环境的温度，第一热膨胀部4和第二热膨胀部6发生膨胀，改变了磁偶极子共振模式的共振波长，从而调节了吸收峰的波长。在本专利技术中，一方面，由于磁偶共振是沿着垂直于衬底1的面，同时膨胀部受热膨胀也会有沿着垂直于衬底1方向的膨胀，所以对磁共振的波长调节更多，使得共振峰的位置对温度更灵敏；另一方面，第一热膨胀部4和第二热膨胀部6共同调节了磁偶极子共振模式，使得共振峰的位置对温度更灵敏。
[0022]另外，在本专利技术中，第三金属部7与第一金属部3和第二金属部5形成的复合金属结构不在一个平面上，而第三本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种波长可调的光吸收装置，其特征在于，包括衬底和置于所述衬底上周期排布的光吸收单元，所述光吸收单元包括支撑部、第一金属部、第一热膨胀部、第二金属部、第二热膨胀部、第三金属部，所述支撑部和所述第二热膨胀部置于所述衬底上，所述支撑部高于所述第二热膨胀部，所述第一金属部置于所述支撑部上，所述第一热膨胀部置于所述第一金属部上，所述第二金属部置于所述第一热膨胀部上，所述第三金属部置于所述第二热膨胀部上。2.如权利要求1所述的波长可调的光吸收装置，其特征在于：所述衬底的材料为二氧化硅。3.如权利要求1所述的波长可调的光吸收装置，其特征在于：所述光吸收单元排布的周期为二维周期。4.如权利要求1所述的波长可调的光吸收装置，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国强，
申请(专利权)人：李国强，
类型：发明
国别省市：