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。

四带近完美吸收双曲超构材料（英文）

当前的多带近完美吸收通常是利用多层叠堆或多特征尺寸组合阵列结构来实现,这给实验制备带来了一定的难度.本文从理论上提出了吸收率高达99%的四窄带近完美吸收,它是通过将单特征尺寸的金属和介电材料阵列置于金属衬底之上而构成.其四带近完美吸收的机理可通过求解双曲超构材料的色散关系,结合波导理论来解释.此外,由于这种多带近完美吸收具有高品质因子的特点,对外界环境的变化较为敏感,因而本文也就其在传感器方面的潜在应用进行了讨论.

非晶硅纳米圆柱团超表面的双峰近完美吸收效应

利用非晶硅纳米圆柱团超表面,模拟实现了可见光波段的双峰近完美吸收效应。采用离散偶极子近似法,研究了电偶极、磁偶极和电四极对纳米圆柱团超表面散射截面的贡献。模拟分析了非晶硅纳米圆柱团超表面的透射、反射和吸收光谱和电场分布,调整电偶极、磁偶极和电四极米氏共振光谱使其重合并产生相干耦合作用,进而产生电场局域增强效应,实现可见光波段双峰近完美吸收效应,且其对入射角不敏感。非晶硅纳米圆柱团超表面双峰近完美吸收效应具有低损耗、角度不敏感等特性,有望被应用于光学隔离、能量采集等纳米光子学领域。

铝基平面超构材料可见-近红外光超吸收研究

增强可见-近红外光吸收在光电信号转换、探测、通信及传感等众多领域具有重要应用潜力。本文基于吉尔-图诺伊斯谐振腔(Gires-Tournois resonator)共振吸收原理,利用Al/Al_(2)O_(3)/Al三层膜结构制备了可见到近红外波段全铝基平面薄膜堆栈型超构吸收器。通过合适的参数优化选取,实现了吸收峰位连续可调。吸收峰值接近100%,变角度反射光谱显示器件对入射角度不敏感,理论数值模拟计算结果与实验结果相互吻合。完美吸收峰在500 nm附近的吸收器在532 nm激光照射下快速升温,最高温度可达55.4℃,表明该结构在光热转化领域的潜在应用。

基于等离子体共振1～10μm波段内可调节的双波段超吸收研究

亚波长人工超构材料可以实现特定波长的近完美吸收,在红外光电器件应用中能够克服传统红外材料吸收效率低、厚度较大、工作波长受限于带隙等缺陷.本文利用金属/介质/金属结构构造了一种可大面积制备的亚波长结构,可以实现1-10μm波段内的双波段红外超吸收.通过时域有限差分法模拟和实验分析,我们认为该吸收器高频的吸收峰,主要来源F-P共振干涉增强吸收;而低频红外波段的吸收峰,主要得益于电偶极共振和磁共振模式的激发.利用退火工艺调节上层金颗粒的大小,可以有效地调节两个吸收峰的位置.