基于塔姆等离激元的硼烯近完美吸收器(特邀)

针对单层硼烯吸光效率低的难题,提出了一种基于塔姆等离激元的硼烯近完美吸收器件,通过入射光直接激发高度局域的塔姆等离激元模式,深入研究了硼烯的近红外光学响应。仿真结果表明,所设计的硼烯/一维光子晶体结构能够有效提高硼烯的吸光效率,相比单层硼烯提升了一个数量级。同时器件在不同面内晶体方向上表现出强烈的各向异性。通过改变硼烯狄拉克电子密度,将器件在x和y偏振方向上的吸光效率提高至95.52%和96.63%,对应共振吸收波长为1550 nm和1607 nm。此外,通过改变一维光子晶体结构、氧化铝间隔层厚度及单层硼烯在间隔层中的位置等参数能够实现对吸收效率及吸收波长的灵活调控。该器件具有吸收效率高、工作波段可调等显著优点,可为发展下一代片上集成光电器件提供机遇。

一种双层圆孔阵列全介质超表面完美吸收器

入射电磁波在刻有周期性圆孔阵列的介质基板上激发的电偶极子和磁偶极子处于简并临界耦合状态时,能够实现全介质惠更斯超表面的完美吸收。然而,完美吸收需要介质基板的损耗处于一个临界值,这在由同一种组分构成的基板材料中很难实现。本文提出材料损耗相差较大的两种介质基板的叠层组合结构实现惠更斯超表面的完美吸收。实验结果表明,1 mm厚的磁性复合材料吸波片叠放在4 mm厚的聚四氟乙烯陶瓷复合材料基板上形成的双层结构,当其上刻有周期和直径分别为20 mm和17 mm的圆孔阵列时,能够吸收频率为9.68 GHz入射电磁能量的92.4%,与吸收率为99.6%的电磁仿真结果基本一致。双层圆孔阵列全介质完美吸收超表面具有重量轻、结构简单以及金属超表面不可比拟的诸多特性,在电磁隐身和屏蔽的应用中能发挥重要作用。

基于SU8的远红外超材料完美吸收器理论研究（英文）

设计了一种基于SU8介质材料的工作波段为20-30微米范围内的的多层超材料吸收器.该吸收器由金属颗粒周期阵列、介质间隔层和金属底层组成.利用LC模型和FDTD数值模拟方法,通过对SU8介质层厚度、金属颗粒阵列周期、金属颗粒尺寸等参数的优化,实现了对20-30微米波段范围内入射波的接近100%的完美吸收.并在上述研究基础上进一步设计了具有双层谐振腔的双模完美吸收器.通过数值模拟发现,由于SU8介质间隔层厚度的增加,上下两个谐振吸收器可以分别独立实现对特定波长的完美吸收.相应的特征共振吸收波长符合LC模型的预测.同时,数值模拟结果进一步证实了共振吸收频率与入射角度无关.该完美吸收机制可以归因于入射光在金属底层-SU8介质层-金属颗粒层所组成的谐振腔内多次反射吸收.

一种光激宽带蓝移可调太赫兹超材料完美吸收器仿真研究

本文主要研究了太赫兹频率的可调超材料完美吸收器,并使用COMSOL Multiphysics软件来设计和仿真这种结构在外部泵浦光的激励下产生的结果。论文中将半导体硅集成到超材料中,通过改变温度或光照来改变本征载流子密度,最终影响入射太赫兹波的吸收。仿真结果表明,这种结构可以造成吸收峰频率的蓝移,可以动态地从将吸收峰从0.83 THz移至1.8 THz,宽频带调谐范围为54%。

太赫兹电磁超材料完美吸收器的研究进展

电磁超材料完美吸收器独特的亚波长结构能够与入射电磁波产生有效的电磁共振,在特定的频率范围内能够达到近乎100%的完美吸收。近年来,电磁超材料完美吸收器,特别是太赫兹波段完美吸收器受到了国内外研究人员的广泛关注,取得了一定进展。综述了基于太赫兹波段的电磁超材料完美吸收器的研究进展,阐述了超材料吸收器的基本结构特征、性能以及理论模型,并对太赫兹完美吸收器的未来发展趋势以及应用前景作了简要探讨。

电磁超材料吸收器的研究进展

基于电磁超材料的电磁谐振吸收器通过合理设计器件的物理尺寸及材料参数可对入射到吸收器的特定频率的电磁波实现100%的完美吸收,因而受到国内外学术界的高度关注。综述了当前国内外基于电磁超材料的电磁波完美吸收器在微波和太赫兹波段的研究进展,分类介绍了吸收器的结构及性能特点,最后对电磁超材料吸收器的发展趋势和待解决的问题作了探讨。

基于环形电磁矩超材料的可调谐太赫兹吸收器

本文提出一种反向开口双金属谐振环超材料集成微流通道的可调谐太赫兹波吸收器.数值分析了超材料环形电磁矩的高效激发,讨论了环形电磁矩的共振吸收谱对微流介质层的介电参数与磁参数调控的响应.采用可电控液晶材料注入微流通道的方案,通过太赫兹透明电极施加外部电场控制液晶折射率变化,实现太赫兹超材料吸收器工作频率的大范围动态调谐.频率移动量超过100%的共振带宽,相对调谐量(△f/f)可高达15%,频率调谐呈现良好的线性操作特征和近100%吸收率的完美吸收性能.所提出的可调谐太赫兹吸收器在太赫兹探测和微流生化传感领域具有广阔的应用前景.

光控可调谐多频带太赫兹超材料吸收器的特性

设计了一种光控可调谐且具有多个吸收频带的太赫兹超材料吸收器,并采用CST 2014仿真软件对该吸收器的结构进行了仿真。为实现吸收器从单频带到四频带的完美吸收,在吸收器衬底上设计了4个不同长度的金属条。为深入研究该吸收器的传输特性,分别对该吸收器在4个吸收峰处的电场分布进行了仿真。为了进一步实现该吸收器的光控可调谐,利用抽运激光照射填充在两对金属条中间的光敏介质。仿真结果表明,该吸收器在4个吸收峰处的吸收率均超过了95%,共振机理为4个不同长度的金属条所对应共振频率的线性叠加。该吸收器实现了从四频带到双频带的调控。

一种可用于卫星导航抗干扰天线的降耦方法

针对基于功率倒置算法的空时自适应抗干扰技术中天线阵元间互耦误差严重恶化算法性能这一问题,分析比较了目前常见的应对解决方案,并提出一种新的可用于抗干扰卫星导航终端的天线阵列降耦方法。该方法通过在卫星导航抗干扰天线阵列中加载电磁谐振吸波器,降低天线阵元间互耦。实验数据表明,利用该方法可以使阵元间互耦降低10dB,使抗干扰接收机最大抑制干信比提升5 dB。

工字形椭圆纳米结构的吸收及其折射率敏感特性研究

设计了一个由金纳米结构顶层、中间介质层和金属基底层构成的复合超材料结构。其中,金属纳米结构顶层是由三个椭圆形纳米盘所组成的“工”字形单元阵列,中间介质层是二氧化硅,金属基底层是金膜。利用有限元方法研究了该结构的吸收特性、电场分布及折射率传感特性。结果表明:该结构的吸收光谱中出现了三个吸收峰,其吸收率分别达到91.06%、99.63%和97.26%。此外,研究了结构参数和周围环境介质对吸收率的影响及其折射率变化的响应特性,折射率灵敏度最大达到425 nm/RIU(RIU为单位折射率),品质因数(FOM)为14。这些研究将为基于表面等离激元超材料结构的完美吸收器用作折射率传感器提供理论指导。