[发明专利]一种可调谐光吸收器

说明书

本发明公开了一种可调谐光吸收器，包括基体，所述基体表面依次沉积下层金属银薄膜、下层二氧化硅介质薄膜、n型锑化铟薄膜、上层二氧化硅介质薄膜及上层金属银薄膜，本发明提供了一种吸收波长可实时动态调节的新型光吸收器。

技术领域

本发明涉及吸收器领域，更具体涉及一种可调谐光吸收器。

背景技术

金属-绝缘体-金属(MIM)结构是一种重要的光谱选择性吸收器件，由于金属表面等离子体效应，该结构器件会产生特定的等离子谐振频率，当入射电磁波频率与器件的谐振频率相同时，可产生接近100％的“完美吸收”，这种完美吸收器在化学和生物传感、太阳能收集、光电探测器、彩色滤光片及红外隐身等领域有着广阔的应用前景。

2008年，Landy等人率先提出了基于MIM结构的“完美吸收器”概念(Landy,Phys.Rev.Lett,2008)，引起了人们的广泛研究。近年来，通过改变微纳结构的结构尺寸、单元排列方式以及金属和介质材料的种类，人们已经在微波、太赫兹波段、红外及可见光波段实现了接近100％的吸收率，并可获得单频、双频或多频吸收器。但是，对于普通MIM结构吸收器，当其材料和结构给定后，其特征谐振频率和吸收波长也相应确定，不可改变。如果可以在不改变器件结构的情况下实时控制并调节器件对光的吸收，将可在高速、高分辨率、高灰度显示、智能窗口和各种电信设备等领域产生多种新的应用。

目前，对于吸收器谐振特性调整的主要方法包括机械式、液晶式及半导体式等。其中机械式和半导体式器件由于结构的尺寸限制，目前局限于低频电磁波段，而液晶的反应速度较慢，仅为毫秒量级，因此需要开发新的可调谐光吸收器。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种吸收波长可实时动态调节的新型光吸收器。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种可调谐光吸收器，包括基体，所述基体表面依次沉积下层金属银薄膜、下层二氧化硅介质薄膜、n型锑化铟薄膜、上层二氧化硅介质薄膜及上层金属银薄膜。

优选的，所述基体材料为硅材料。

优选的，所述下层金属银薄膜的厚度为50纳米～300纳米。

优选的，所述下层二氧化硅介质薄膜的厚度为1纳米～20纳米。

优选的，所述n型锑化铟薄膜的厚度为1纳米～50纳米。

优选的，所述n型锑化铟薄膜的掺杂浓度小于5×10¹⁷/cm³。

优选的，所述上层二氧化硅介质薄膜的厚度为10纳米～200纳米。

优选的，所述上层金属银薄膜的厚度为10纳米～100纳米。

优选的，所述下层二氧化硅介质薄膜刻蚀有凹槽，n型锑化铟薄膜沉积在下层二氧化硅介质薄膜上。

综上所述，本发明通过将吸收器中的介质材料设置为n型锑化铟薄膜，使得在电场作用下能快速、大幅度地改变材料的载流子浓度和光学特性，因此吸收器响应速度较快，可达纳秒量级，吸收波长调节范围较宽，可用于高频电磁波段，并可实时动态调节吸收光波长。

附图说明

图1为本发明一种可调谐光吸收器的结构图一。

图2为本发明一种可调谐光吸收器的结构图二。

标注说明：1、基体；2、下层金属银薄膜；3、下层二氧化硅介质薄膜；4、n型锑化铟薄膜；5、上层二氧化硅介质薄膜；6、上层金属银薄膜。

具体实施方式

参照图1和图2对本发明一种可调谐光吸收器的实施例作进一步说明。