基于金屬納米線超材料的寬帶吸收器研究.pdf

1、近幾年來，超材料吸收器作為實(shí)現(xiàn)超高電磁吸波能力的新型器件，吸引了越來越多超材料研究者的關(guān)注。傳統(tǒng)吸收器大多利用網(wǎng)格參考線結(jié)構(gòu)，這類結(jié)構(gòu)僅能實(shí)現(xiàn)TE波的高效吸收，且結(jié)構(gòu)普遍體積較大，從而限制其在生活中的應(yīng)用。本文提出了一種基于金屬納米線超材料的寬帶吸收器，它比傳統(tǒng)的吸收器具有吸收效率更高和輸入波極化方式不敏感等優(yōu)點(diǎn)。此外，該結(jié)構(gòu)還有尺寸小、設(shè)計(jì)簡便、吸收頻譜寬等優(yōu)點(diǎn)，提高了其實(shí)用性。該結(jié)構(gòu)是由金屬納米線嵌入二氧化硅中，并將其置于金屬底板之

2、上構(gòu)成的，能夠?qū)崿F(xiàn)紫外波段和可見光波段的近乎完美吸收，且具有極化方式不敏感等特性。該結(jié)構(gòu)相比金屬/媒質(zhì)/金屬三層夾心結(jié)構(gòu)更易實(shí)現(xiàn)寬帶吸收。
　　本文主要工作內(nèi)容如下：
　　1．介紹超材料吸收器的研究現(xiàn)狀和趨勢，并對(duì)吸收結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方式和吸收頻譜進(jìn)行分析。
　　2．介紹了本文提出的結(jié)構(gòu)所涉及到的理論依據(jù)，包括時(shí)域有限差分（FDTD）算法及其條件、有效介質(zhì)理論、共振吸收和光模色散圖等研究原理，從而分析結(jié)構(gòu)吸收效果。
　

3、　3．設(shè)計(jì)了金屬納米線陣列結(jié)構(gòu)，詳細(xì)分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)如金屬納米線高度和半徑等對(duì)吸收頻譜的影響，并分別采用三種不同金屬（金，銀，銅）研究材料特性對(duì)吸收效果的影響。同時(shí)對(duì)半導(dǎo)體納米線陣列進(jìn)行了簡單分析。最后仿真驗(yàn)證了相鄰納米線間共振作用對(duì)吸收器性能的影響。
　　4．研究發(fā)現(xiàn)相鄰納米線間的共振作用是金屬納米線陣列結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高效吸收的主要原因。在此基礎(chǔ)上，我們提出了具有四重旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性的二維金屬納米線超材料結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了輸入波極化方式不敏感