本發(fā)明涉及光學(xué)超材料，特別涉及一種截止吸收器。

背景技術(shù)：

1、超材料是由一系列精心布置的亞波長(zhǎng)工程結(jié)構(gòu)構(gòu)成的，表現(xiàn)出許多天然材料所沒(méi)有的獨(dú)特電磁現(xiàn)象和物理特性，并在天線設(shè)計(jì)，隱身技術(shù)，太陽(yáng)能電池，傳感器等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用；近年來(lái)，隨著光學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)光的精準(zhǔn)調(diào)控成為研究熱點(diǎn)；傳統(tǒng)的吸收材料往往存在吸收效率低、帶寬窄、體積大等問(wèn)題；超材料作為一種，通過(guò)精確調(diào)控光與物質(zhì)的相互作用，展現(xiàn)出了卓越的光學(xué)性能調(diào)控能力；然而，現(xiàn)有的超表面吸收器在特定應(yīng)用場(chǎng)景下，如需要實(shí)現(xiàn)光的完美截止與吸收時(shí)，仍面臨諸多挑戰(zhàn)。

2、在許多應(yīng)用中，需要在吸收帶和非吸收帶之間有明顯的吸收截止；截止吸收效率可表示為消光比er=10*log（aa/an）db，其中aa為吸收帶內(nèi)的最小吸收，an為非吸收帶內(nèi)的最大吸收；消光差ed?=?aa-an；截止斜率cs?=（aa-an）/（λa-λn），其中λa為吸收帶內(nèi)的最大波長(zhǎng)/最小波長(zhǎng)，λn為非吸收帶內(nèi)的最小波長(zhǎng)/最大波長(zhǎng)；理想情況下，er、ed和cs應(yīng)盡可能大；這些工作在寬帶吸收體領(lǐng)域取得了巨大進(jìn)展，但沒(méi)有考慮截止效率，而截止效率在應(yīng)用中很重要。

3、強(qiáng)脈沖光（ipl）是一種強(qiáng)度很高的光源經(jīng)過(guò)聚焦和濾過(guò)后形成的一種寬譜光，是臨床上應(yīng)用最為廣泛的光治療技術(shù)之一，其工作波長(zhǎng)多為500-1200nm；如何濾過(guò)500nm以下波長(zhǎng)的光以獲得ipl是目前亟待解決的幾個(gè)問(wèn)題；本發(fā)明為此提供了一種有效的方案，這在ipl的應(yīng)用中具有重要的作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種基于納米圓臺(tái)結(jié)構(gòu)的超表面截止吸收器，為濾過(guò)500nm以下波長(zhǎng)的光以獲得ipl提供了一種有效的方法。

2、本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種基于納米圓臺(tái)結(jié)構(gòu)的超表面截止吸收器，其特征在于，包括生長(zhǎng)在二氧化硅襯底上的薄膜，以及生長(zhǎng)在薄膜上的圓臺(tái)和圓柱，所述圓柱鑲嵌在圓臺(tái)的中心，形成裝配體；多組裝配體拼接形成交叉陣列。

3、進(jìn)一步的，所述薄膜的材料采用金屬鋁，所述圓臺(tái)的材料采用砷化鎵，所述圓柱的材料采用硅。

4、進(jìn)一步的，所述襯底為正方形，所述薄膜均勻生長(zhǎng)在襯底上，其邊長(zhǎng)與陣列周期p保持一致。

5、進(jìn)一步的，所述薄膜的厚度為h1，圓臺(tái)的高度為h2，下底面半徑為r3，上底面半徑為r2；圓柱的高度為h3，上下底面半徑都為r1；其中r1=20-35nm、r2=35-40nm、r3=40-60nm、h1=160-170nm、h2=250-260nm、h3=340-345nm、p=125-130nm。

6、進(jìn)一步的，其中r1=20nm、r2=35nm、r3=60nm、h1=160nm、h2=255nm、h3=340nm、p=130nm。

7、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

8、本發(fā)明在200-480nm的波段內(nèi)實(shí)現(xiàn)了0.952的平均吸收，在非吸收帶1220-20000nm波段內(nèi)平均吸收僅為0.018；其中er為21.497db，ed為0.747，cs為0.319nm-1；本發(fā)明截止吸收器為獲得理想的強(qiáng)脈沖光（ipl）提供了一種有效的方案。

技術(shù)特征：

1.一種基于納米圓臺(tái)結(jié)構(gòu)的超表面截止吸收器，其特征在于，包括生長(zhǎng)在二氧化硅襯底上的薄膜，以及生長(zhǎng)在薄膜上的圓臺(tái)和圓柱，所述圓柱鑲嵌在圓臺(tái)的中心，形成裝配體；多組裝配體組合形成交叉陣列。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于納米圓臺(tái)結(jié)構(gòu)的超表面截止吸收器，其特征在于，所述薄膜的材料采用金屬鋁，所述圓臺(tái)的材料采用砷化鎵，所述圓柱的材料采用硅。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于納米圓臺(tái)結(jié)構(gòu)的超表面截止吸收器，其特征在于，所述襯底為正方形，所述薄膜均勻生長(zhǎng)在襯底上，其邊長(zhǎng)與陣列周期p保持一致。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于納米圓臺(tái)結(jié)構(gòu)的超表面截止吸收器，其特征在于，所述薄膜的厚度為h1，圓臺(tái)的高度為h2，下底面半徑為r3，上底面半徑為r2；圓柱的高度為h3，上下底面半徑都為r1；其中r1=20-35nm、r2=35-40nm、r3=40-60nm、h1=160-170nm、h2=250-260nm、h3=340-345nm、p=125-130nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于納米圓臺(tái)結(jié)構(gòu)的超表面截止吸收器，其特征在于，其中r1=20nm、r2=35nm、r3=60nm、h1=160nm、h2=255nm、h3=340nm、p=130nm。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了光學(xué)超材料技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的一種基于納米圓臺(tái)結(jié)構(gòu)的超表面截止吸收器，包括生長(zhǎng)在二氧化硅襯底上的薄膜，以及生長(zhǎng)在薄膜上的圓臺(tái)和圓柱，圓柱鑲嵌在圓臺(tái)的中心，形成裝配體；多組裝配體組合形成交叉陣列，本發(fā)明為濾過(guò)500nm以下波長(zhǎng)的光以獲得IPL提供了一種有效的方案，在IPL的應(yīng)用中具有重要的作用。

技術(shù)研發(fā)人員：錢沁宇,方慕義,王欽華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：揚(yáng)州大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21