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准连续域束缚态全介质超表面的双模完美吸收器及其应用制造技术

技术编号:46126200 阅读:20 留言:0更新日期:2025-08-15 19:59
准连续域束缚态全介质超表面的双模完美吸收器及其应用,由复数个周期性排布的单元结构组成,单元结构包括金属反射层、电介质层和半导体材料层,金属反射层、电介质层、半导体材料层从上到下依次设置,半导体材料层中间位置挖出空气圆孔,空气圆孔中心与正方体中心不同。通过设置反射金属层以及打破单元结构的对称性,实现具有两个模式的共振吸收峰,然后计算了结构几何参数对双吸收峰的影响,以及两个吸收峰与入射光偏振方向的依赖性,并计算了不同折射率环境下双吸收峰的传感性能。本发明专利技术结构简单,调控便捷,实现了窄带双模完美吸收器,且具有较好的传感性能,为多通道传感器、光学滤光片和热光伏等领域的进一步研究提供了参考。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学超表面领域,具体涉及到准连续域束缚态全介质超表面的双模完美吸收器及其应用


技术介绍

1、全介质超表面具有低损耗、优异光场调控和灵活设计等优势,是微纳光子学的研究热点。其通过高折射率介质纳米结构的米氏共振,实现超低损耗的电磁场局域增强。基于对称保护型和偶然型bic的全介质超表面虽能实现高q值共振,但前者受结构对称性限制,后者需复杂参数调控,导致设计灵活性受限,且bic需通过对称性破缺或参数调控转为qbic,才能实现高效光场耦合。

2、目前基于qbic的超表面多聚焦于单频传感或激光增强,在多功能集成与适配场景单一等方面仍面临挑战。模式激发受限:传统qbic依赖对称性破缺参数,如纳米结构缺口尺寸或倾斜角调控,单一超表面通常仅支持单个qbic模式,难以实现多模态独立激发。频段响应单一:传统qbic吸收峰仅能实现单一完美吸收,无法满足多波长能量收集需求。传感检测动态灵敏度和范围不足,无法满足微扰状态下的灵敏度检测要求,以及微小折射率变化时宽域生化检测需求等。因此,设计合适结构的全介质超表面以实现多模式激发和高灵敏度传感检测是非常重要的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.准连续域束缚态全介质超表面的双模完美吸收器,由复数个周期性排布的单元结构组成,其特征是:每个单元结构包括金属反射层、电介质层和半导体材料层,所述金属反射层选择为在特定波段具有高反射率、低损耗的材料,金属反射层的结构为长方体;电介质层设置于金属反射层之上,选择为特定波段下具有透光率高、低吸收、低散射的材料,电介质层的结构与金属反射层一致,电介质层设置在金属反射层上,半导体材料层设置在电介质层上的正方体,正方体内中间位置挖出一个空气圆孔,空气圆孔的中心与正方体中心不同。

2.如权利要求1所述的准连续域束缚态全介质超表面的双模完美吸收器,其特征是:所述金属反射层材质在紫外光至可...

【技术特征摘要】

1.准连续域束缚态全介质超表面的双模完美吸收器,由复数个周期性排布的单元结构组成,其特征是:每个单元结构包括金属反射层、电介质层和半导体材料层,所述金属反射层选择为在特定波段具有高反射率、低损耗的材料,金属反射层的结构为长方体;电介质层设置于金属反射层之上,选择为特定波段下具有透光率高、低吸收、低散射的材料,电介质层的结构与金属反射层一致,电介质层设置在金属反射层上,半导体材料层设置在电介质层上的正方体,正方体内中间位置挖出一个空气圆孔,空气圆孔的中心与正方体中心不同。

2.如权利要求1所述的准连续域束缚态全介质超表面的双模完美吸收器,其特征是:所述金属反射层材质在紫外光至可见光波段选择铝材料,在可见光至近红外波段选择金、银和/或铜;电介质层材质在紫外光至中红外光波段选择氟化钙、氟化镁或氟化镁,在近红外至短波红外选择硫化锌、二氧化硅或蓝宝石;半导体材料层材质选择为硅或者锗。

3.如权利要求1所述的准连续域束缚态全介质超表面的双模完美吸收器,其特征是:所述金属反射层宽度范围为800~1500nm,长度范围为800~1500nm,厚度范围为200~570nm;电介质层宽度范围为80...

【专利技术属性】
技术研发人员:罗晓清李烨李燕梁悦轩王雨萱蔡嘉辉
申请(专利权)人:南华大学
类型:发明
国别省市:

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