[发明专利]一种石墨烯太赫兹宽带吸波器的设计方法、装置及结构

权利要求书

1.一种石墨烯太赫兹宽带吸波器的设计方法，其特征在于，包括：

获取宽带吸波器的约束条件，所述约束条件包括太赫兹波的吸收频率范围和吸收效率；

以表面金属层/石墨烯层/介质层/底层金属层四层结构为基本结构单元，根据所述宽带吸波器的吸收频率范围和吸收效率，确定基本结构单元数量，并计算各基本结构单元对应的初始化谐振电路参数；

将所述初始化谐振电路参数输入到智能优化算法中进行多分离层结构参数优化处理，得到优化后的谐振电路参数，并基于优化后的谐振电路参数通过多层膜系反射计算方法，计算对应的吸收频率范围和吸收效率；

当计算得到的吸收频率范围满足约束条件中的吸收频率范围，则对计算得到吸收频率范围内的所有频率点的吸收效率进行叠加计算，若叠加计算得到的所有频点的吸收效率均满足约束条件中的吸收效率，则调用等效谐振电路参数反演程序对优化后的谐振电路参数进行反演，得到宽带吸波器的设计参数。

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯太赫兹宽带吸波器的设计方法，其特征在于，所述根据所述宽带吸波器的吸收频率范围和吸收效率，确定基本结构单元数量，并计算各基本结构单元对应的初始化谐振电路参数，包括：

按照预设吸收频率数量，在太赫兹波的吸收频率范围内选择对应数量的吸收频率作为特征吸收频率；

基于选择的特征吸收频率确定每个特征吸收频率的特征波长，并基于所述特征波长设置表面金属层的结构参数；

获取输入的介质层厚度和化学势，并结合所述表面金属层的结构参数，计算表面金属层/石墨烯层/介质层/底层金属层对应的等效谐振电路的电路参数，并将计算得到的电路参数作为初始化谐振电路参数。

3.根据权利要求2所述的一种石墨烯太赫兹宽带吸波器的设计方法，其特征在于，所述表面金属层的结构参数包括表面金属层的面积、表面金属层的结构尺度和表面金属层的厚度；其中，所述表面金属层的面积根据表面金属层的形状选择对应的面积计算公式计算得到。

4.根据权利要求2所述的一种石墨烯太赫兹宽带吸波器的设计方法，其特征在于，所述一种石墨烯太赫兹宽带吸波器的设计方法还包括：

基于所述太赫兹波的吸收频率范围确定对应的波长范围，并根据确定的波长范围计算得到介质层厚度。

5.根据权利要求2所述的一种石墨烯太赫兹宽带吸波器的设计方法，其特征在于，所述获取输入的介质层厚度和化学势，并结合所述表面金属层的结构参数，计算表面金属层/石墨烯层/介质层/底层金属层对应的等效谐振电路的电路参数，包括：

在表面等离激元作用下，表面金属层、介质层和底层金属层形成金属等效谐振电路，石墨烯层、介质层和底层金属层形成石墨烯等效谐振电路，金属等效谐振电路和石墨烯等效谐振电路并联形成表面金属层/石墨烯层/介质层/底层金属层对应的等效谐振电路；

基于所述介质层厚度和所述表面金属层的结构参数，通过等效谐振电路参数计算方法计算金属等效谐振电路的等效电路参数；

基于所述介质层厚度、所述表面金属层的结构参数和所述化学势，通过等效谐振电路参数计算方法计算石墨烯等效谐振电路的等效电路参数；

对金属等效谐振电路的等效电路参数和石墨烯等效谐振电路的等效电路参数进行并联处理，得到表面金属层/石墨烯层/介质层/底层金属层对应的等效谐振电路的电路参数。