一種利用導(dǎo)體貼片采用相干調(diào)制的電磁波吸收方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電磁波吸收方法，尤其涉及一種利用導(dǎo)體貼片采用相干調(diào)制的電磁波吸收方法，
【背景技術(shù)】
[0002]電磁波吸收裝置為一種能夠選擇性吸收電磁波極的器件，為調(diào)控電磁輻射的基礎(chǔ)器件之一。在電磁隔離、防護(hù)及雷達(dá)探測等領(lǐng)域均具有廣闊的應(yīng)用前景。目前國內(nèi)外相關(guān)的研究主要集中于幾個方面:(I)將一些磁性材料如氧化鐵，碳材料等燒結(jié)成塊體實(shí)現(xiàn)對雷達(dá)波的吸收[文獻(xiàn) 1_2, X.Guo, Y.Deng, D.Gu, R.Che, and D.Zhao, "Synthesisand microwave absorpt1n of uniform hematite nanoparticles and theircore-shell mesoporous silica nanocomposites, "Journal of Materials Chemistry19，6706-6712 (2009) ；H.Wuj L.Wang, S.Guoj Y.Wang, and Z.Shenj "Electromagnetic andmicrowave-absorbing properties of highly ordered mesoporous carbon supportedby gold nanoparticles, ^Materials Chemistry and Physics 133，965-970 (2012)]；(2)在樹脂基材中混入吸收劑如鐵氧磁粉和碳粉等實(shí)現(xiàn)對電磁輻射的吸收[文獻(xiàn)3，陳祥寶，張寶艷，邢麗英，"先進(jìn)樹脂基復(fù)合材料技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀，"中國材料進(jìn)展28, 2-12(2006)] ； (3)此外還有一些研究利用人工微結(jié)構(gòu)或者相干控制的概念結(jié)合基材的吸收來實(shí)現(xiàn)較好的電磁波吸收[以下文獻(xiàn)4-10，N.1.Landy, S.Sajuyigbe, J.J.Mock, D.R.Smith, and W.J.Padilla，"Perfect metamaterial absorber,"Physical ReviewLetters 100，207402 (2008) ；Y.Zouj L.Jiang, S.Wen, W.Shuj Y.Qingj Z.Tang, H.Luoj andD.Fan,"Enhancing and tuning absorpt1n properties of microwave absorbingmaterials using metamaterials，"Applied Physics Letters 93, 261115 (2008)；J.Haoj J.Wang, X.Liuj W.J.Padilla, L.Zhou, and M.Qiuj "High performance opticalabsorber based on a plasmonic metamaterial, "Applied Physics Letters96，251104 (2010) ；Y.Q.Yej Y.Jinj and S.He，"Omnidirect1nal，polarizat1n-1nsensitive and broadband thin absorber in the terahertz regime, "Journal of theOptical Society of America B 27，498-504 (2010) ；S.Chen, H.Cheng, H.Yang, J.Li, X.DuanjC.Guj and J.Tianj"Polarizat1n insensitive and omnidirect1nal broadbandnear perfect planar metamaterial absorber in the near infrared regime, "AppliedPhysics Letters 99，253104 (2011) ；W.Wan,Y.Chong,L.Ge，H.Nohj A.D.Stone,andH.Cao，"Time-Reversed Lasing and Interferometric Control of Absorpt1n，"Science331，889-892 (2011) ；J.Zhang,K.F.MacDonald, and N.1.Zheludevj"Controllinglight-with-light without nonlinearity，〃Light:Sc i ence&AppIicat1ns1，el8(2012)]。以上現(xiàn)有的設(shè)計(jì)物理上均基于布拉格諧振或者局域諧振，尤其是利用人工微結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電磁波吸收的工作(文獻(xiàn)4-10)，只在諧振頻率處有較好的吸收，偏離諧振頻率吸收效率下降明顯，工作頻率由樣品尺寸覺定不具有可調(diào)性，應(yīng)用于動態(tài)變化電磁環(huán)境的隔離與防護(hù)需解決工作頻率動態(tài)調(diào)節(jié)的基本限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]要解決的技術(shù)問題
[0004]為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種利用導(dǎo)體貼片采用相干調(diào)制的電磁波吸收方法，解決現(xiàn)有電磁吸收器件工作頻率難于調(diào)節(jié)的問題。
[0005]技術(shù)方案
[0006]一種利用導(dǎo)體貼片采用相干調(diào)制的電磁波吸收方法，其特征在于步驟如下:
[0007]步驟1:將同一電磁波進(jìn)行分束形成兩束幅度相同電磁波，兩束相向傳播的電磁波束從兩側(cè)入射到導(dǎo)體貼片上，所述兩束電磁波與導(dǎo)體貼片法線z的夾角Θ相等；所述的導(dǎo)體貼片具有Drude色散的表面動態(tài)電導(dǎo)；
[0008]步驟2:調(diào)整其中一束電磁波與導(dǎo)體貼片的距離，使得兩束電磁波出現(xiàn)初始相位差Λ φ在導(dǎo)體貼片上產(chǎn)生相對相位調(diào)制；測試散射波滿足幅度相等相干條件頻率處導(dǎo)體貼片兩側(cè)的電磁波的散射強(qiáng)度0，當(dāng)散射強(qiáng)度為O時的初始相位差△ Φ為實(shí)現(xiàn)對電磁波散射完全抑制的相位調(diào)制參數(shù)，此時電磁波散射被完全抑制，被導(dǎo)體貼片完全吸收。
[0009]當(dāng)需要被吸收的電磁波為微波波段時，所述Drude色散的導(dǎo)體貼片采用具有周期結(jié)構(gòu)的金屬膜或?qū)щ娤鹉z。
[0010]當(dāng)需要被吸收的電磁波為太赫茲遠(yuǎn)紅外波段時，所述Drude色散的導(dǎo)體貼片采用兩維層狀材料。
[0011]所述兩維層狀材料為石墨烯，MoS2* Bi 2Se3。
[0012]當(dāng)需要被吸收的電磁波為近紅外及可見光波段時，所述Drude色散的導(dǎo)體貼片采用納米尺度厚的金或銀的金屬薄膜。
[0013]有益效果
[0014]本發(fā)明提出的一種利用導(dǎo)體貼片采用相干調(diào)制的電磁波吸收方法，利用導(dǎo)體貼片固有的Drude色散動態(tài)電導(dǎo)，輔以對兩相向傳播電磁波束進(jìn)行相位調(diào)制實(shí)現(xiàn)對電磁波的高效率(100%)吸收:為了達(dá)到上訴目的，本發(fā)表采用具有Drude色散的導(dǎo)體貼片，即表面電導(dǎo)具有σ = α / (γ-?ω)的形式，其中ω為電磁波角頻率，α和γ分別為Drude因子和損耗系數(shù)。兩幅度相同相向傳播的電磁波束從兩側(cè)入射到導(dǎo)體貼片上，兩波束引入相對相位調(diào)制，即可在透射系數(shù)和反射系數(shù)相同的頻率，即工作頻率處，利用光學(xué)相干性，實(shí)現(xiàn)對電磁波散射場的抑制，而使得電磁波只能在導(dǎo)體貼片的吸收通道中全部得以吸收。
[0015]本發(fā)明具有如下的效果和優(yōu)點(diǎn):
[0016]1.與傳統(tǒng)的電磁波吸收體通過改變物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)吸收增強(qiáng)不同，該發(fā)明利用對入射相干電磁波束進(jìn)行相位調(diào)制實(shí)現(xiàn)對散射的抑制進(jìn)而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)體貼片中高效率(100% )電磁波吸收。
[0017]2.本發(fā)明采用的導(dǎo)體貼片在遠(yuǎn)紅外波段可以采用兩維層狀材料(如石墨烯，MoS2, 81#63等)實(shí)現(xiàn)，這些材料的動態(tài)電導(dǎo)具有很好的可調(diào)性，對于動態(tài)電磁環(huán)境中的電磁隔離和防護(hù)很有益處。
[0018]3.本發(fā)明利用導(dǎo)體貼片本身進(jìn)行設(shè)計(jì)，不需要進(jìn)行微加工處理，實(shí)現(xiàn)簡單。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明相干調(diào)制導(dǎo)體貼片電磁吸收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明相干調(diào)制導(dǎo)體貼片電磁吸收裝置示例I的透射和反射系數(shù)；
[0021]圖3是本發(fā)明相干調(diào)制導(dǎo)體貼片電磁吸收裝置示例I在工作頻率9.19GHz的調(diào)制曲線(相干吸收隨相位調(diào)制的變化)；
[0022]圖4是本發(fā)明相干調(diào)制導(dǎo)體貼片電磁吸收裝置示例I工作頻率隨電磁波極化和入射角度的變化曲線；
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