[发明专利]超窄带超表面吸收器

说明书

本发明超窄带超表面吸收器涉及纳米级超表面吸收器技术领域；所述超窄带超表面吸收器，由多个相同细胞单元阵列组成，每个细胞单元由基底层、介质层、底层圆环、中层介质圆环、顶层圆环、底层长方体、中层介质长方体和顶层长方体组成；所述介质层紧贴于基底层上方，介质层上设置有由底层圆环和底层长方体组成的结构；所述底层圆环上依次覆盖有中层介质圆环和顶层圆环；所述底层长方体上依次覆盖有中层介质长方体和顶层长方体；本发明超窄带超表面吸收器结构简单、够做在高集成度的情况下同样便于加工、吸收效果好、透射峰的带宽非常窄且具有更好的选择性，并且对于非目标波段的光可以近乎完美透过。

技术领域

本发明超窄带超表面吸收器涉及纳米级超表面吸收器技术领域。

背景技术

表面等离子体是金属表面存在的自由振动的电子和光子相互作用的沿着金属-介质-金属传播的一种特殊的电磁波，在金属表面处场强最大，在垂直于界面方向呈指数衰减，并且具有操控光的功能。

超表面窄带吸收器由于具有非常好的选择性，成为了近年来非常热门的研究课题。但是如何在近红外波段实现窄带高吸收是一个难题。目前，为了在近红外波段实现窄带高吸收，往往要设计非常复杂的结构，不利于加工和应用，那么，设计一个结构简单、易于加工的吸收器，将是本领域的一个发展方向。

发明内容

为了实现上述目的，本发明设计了一种超窄带超表面吸收器，结构简单、够做在高集成度的情况下同样便于加工、吸收效果好、透射峰的带宽非常窄且具有更好的选择性，并且对于非目标波段的光可以近乎完美透过。

本发明的目的是这样实现的：

超窄带超表面吸收器，由多个相同细胞单元阵列组成，每个细胞单元由基底层、介质层、底层圆环、中层介质圆环、顶层圆环、底层长方体、中层介质长方体和顶层长方体组成；

所述介质层紧贴于基底层上方，介质层上设置有由底层圆环和底层长方体组成的结构；所述底层圆环上依次覆盖有中层介质圆环和顶层圆环；所述底层长方体上依次覆盖有中层介质长方体和顶层长方体。

上述超窄带超表面吸收器，

底层圆环、中层介质圆环和顶层圆环的结构参数相同；

底层长方体中层介质长方体和顶层长方体的结构参数相同。

进一步地，

在基底层中，x方向的周期Px＝500nm，y方向的周期Py＝500nm，高度h1＝100nm；

在介质层中，x方向的周期Px＝500nm，y方向的周期Py＝500nm，高度h2＝200nm；

在底层圆环、中层介质圆环和顶层圆环中，外圆直径d1＝100nm，内圆直径d2＝20nm，高度h3＝35nm；

在底层长方体、中层介质长方体和顶层长方体中，x方向的宽度Wx＝28nm，y方向的宽度Wy＝200nm，高度h4＝28nm。

以上超窄带超表面吸收器，所述基底层为硅材料，所述介质层为二氧化硅材料，所述底层圆环为银材料，所述中层介质圆环为二氧化硅材料，所述顶层圆环为银材料，所述底层长方体为银材料，所述中层介质长方体为二氧化硅材料，所述顶层长方体为银材料。

有益效果：

第一、本发明超窄带超表面吸收器的吸收层，由多个相同细胞单元阵列组成，每个细胞单元仅由基底层、介质层、底层圆环、中层介质圆环、顶层圆环、底层长方体、中层介质长方体和顶层长方体八个结构组成，因此具有结构简单的技术优势；

第二、本发明超窄带超表面吸收器只用到了硅，二氧化硅和银三种材料，由于这些材料为生活中常见材料，成本低廉，因此本发明具有优越的成本优势；此外，这些材料的加工技术非常成熟，也使得本发明能够做到在高集成度的情况下同样便于加工。