本發(fā)明涉及微納光學(xué)器件領(lǐng)域，具體是一種寬帶超材料吸收體。

背景技術(shù)：

吸收調(diào)控是電磁波研究的一個重要方面，吸收體可應(yīng)用于傳感、成像、熱輻射源以及太陽能電池等等。但是傳統(tǒng)的吸收體存在吸收效率低且吸收帶寬難以調(diào)控。近年來基于微納結(jié)構(gòu)超材料吸收體可利用微納尺度形貌實現(xiàn)電磁波完美吸收，但多數(shù)是帶寬較窄，最近研究提出邊長漸變型微結(jié)構(gòu)超材料寬帶吸收體，但是在利用聚焦離子束刻蝕這種漸變型邊長寬帶吸收體過程時，需要合理設(shè)計離子束強(qiáng)度以實現(xiàn)漸變邊長結(jié)構(gòu)，這就大大增加了器件制備的復(fù)雜性，阻礙了其應(yīng)用。因此，在實際應(yīng)用中迫切需要一種基于固定邊長多層結(jié)構(gòu)寬帶超材料吸收體。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種寬帶吸收體，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種寬帶超材料吸收體，其特征在于：包括有二氧化硅基底，基底上鍍有銀膜層，銀膜層上交替鍍5對三氧化二鋁/銀膜層，再將此5對三氧化二鋁/銀膜層刻蝕成正方形微結(jié)構(gòu)。

所述的一種寬帶超材料吸收體，其特征在于：刻蝕的多層正方形結(jié)構(gòu)中三氧化二鋁層和銀層應(yīng)交替出現(xiàn)。

所述的一種寬帶超材料吸收體，其特征在于：5對三氧化二鋁/銀正方形微結(jié)構(gòu)的邊長一致。

所述的一種寬帶超材料吸收體，其特征在于：沿上層至基底方向，銀微結(jié)構(gòu)層厚度增加，三氧化二鋁層厚度減少。

所述的一種寬帶超材料吸收體，其特征在于：沿上層至基底方向，銀微結(jié)構(gòu)層厚度從70nm增加至150nm，三氧化二鋁層厚度從18nm減少至6nm。

寬帶平面電磁波（電矢量方向與X軸一致）沿上層向基底方向入射，偏短波長電磁波被束縛在上方相鄰銀微結(jié)構(gòu)層之間的，而偏長波長電磁波被束縛在下方相鄰銀微結(jié)構(gòu)層之間，電磁波由于強(qiáng)烈的共振效應(yīng)產(chǎn)生強(qiáng)吸收，由于不同波長電磁波被束縛在不同的相鄰銀微結(jié)構(gòu)層之間，最終實現(xiàn)寬帶電磁波吸收。結(jié)果如圖2所示，在3.8微米至5.7微米光譜范圍內(nèi)吸收率大于0.95。

本發(fā)明的優(yōu)點在于寬帶范圍內(nèi)實現(xiàn)了高效吸收，而且上下微結(jié)構(gòu)層的寬度一致以降低制備過程的復(fù)雜性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。本寬帶吸收體在XY平面內(nèi)是周期結(jié)構(gòu)，電磁波沿著z方向傳播。

圖1一個周期單元結(jié)構(gòu)XZ方向示意圖；p=800nm, w=560nm, t=400nm, t₁=150nm, t₂=130nm, t₃=110nm, t₄=90nm, t₅=70nm, h₁=6nm, h₂=9nm, h₃=12nm, h₄=15nm, h₅=18nm。

圖2 本超材料結(jié)構(gòu)獲得的吸收光譜，在3.8微米至5.7微米光譜范圍內(nèi)吸收率大于0.95。

具體實施方式

一種寬帶吸收體，包括有二氧化硅基底，基底上鍍有銀膜層，銀膜層上交替鍍5對三氧化二鋁/銀膜層，再將此5對三氧化二鋁/銀膜層刻蝕成正方形微結(jié)構(gòu)。（如圖1所示）圖1一個周期單元結(jié)構(gòu)XZ方向示意圖；p=800nm, w=560nm, t=400nm, 銀微結(jié)構(gòu)層厚度從下到上依次為 t₁=150nm, t₂=130nm, t₃=110nm, t₄=90nm, t₅=70nm;三氧化二鋁層厚度從下到上依次為 h₁=6nm, h₂=9nm, h₃=12nm, h₄=15nm, h₅=18nm。

刻蝕的多層正方形結(jié)構(gòu)中三氧化二鋁層和銀層應(yīng)交替出現(xiàn)。

5對三氧化二鋁/銀正方形微結(jié)構(gòu)的邊長一致。

寬帶平面電磁波（電矢量方向與X軸一致）沿上層向基底方向入射，偏短波長電磁波被束縛在上方相鄰銀微結(jié)構(gòu)層之間的，而偏長波長電磁波被束縛在下方相鄰銀微結(jié)構(gòu)層之間，電磁波由于強(qiáng)烈的共振效應(yīng)產(chǎn)生強(qiáng)吸收，由于不同波長電磁波被束縛在不同的相鄰銀微結(jié)構(gòu)層之間，最終實現(xiàn)寬帶電磁波吸收。結(jié)果如圖2所示，在3.8微米至5.7微米光譜范圍內(nèi)吸收率大于0.95。