超宽带可见光与近红外超材料吸波体的制作方法

技术特征：
1.一种超宽带可见光与近红外超材料吸波体，其特征在于：(1)超材料的单元结构由三层构成，分别为底部的钨层，中部的磷化铟层和顶部的二氧化硅层，三层结构均为长宽相同的正方柱型，所述的超材料吸波体是由该单元结构在水平面内两个方向周期性排列形成；(2)具有光波段和部分近红外波段的超宽带吸收；(3)具有偏振无关特性以及较好的广角吸收能力，能够良好地适应复杂角度入射的场景；(4)具有极为简洁的外形，结构仅有四个可调整的尺寸参数，中层和顶层相同的边长十分有利于加工与制备。2.根据权利要求1所述的超宽带可见光与近红外超材料吸波体，其特征在于：在400～1600nm的工作波段内所有的波长点均具有超过85％的吸收率，同时平均吸收率达到了97.2％，具有较好的吸收能力。3.根据权利要求1所述的超宽带可见光与近红外超材料吸波体，其特征在于：由于单元在入射方向上具有四个对称轴，因此偏振角几乎不对其吸收光谱产生影响；同时在横电(te)和横磁(tm)斜入射模式下，入射角的增加均未使吸收率产生明显的下降，59
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时两种模式的平均吸收率分别为89.8％和92.4％，具有较好的入射不敏感性能，良好的偏振和入射特性使其能够更好的适应复杂入射场景。4.根据权利要求1所述的超宽带可见光与近红外超材料吸波体，其特征在于：工作频段内的吸收能力主要由平面波照射下结构中出现的表面等离激元共振、腔共振、偶极谐振以及伍德异常等物理现象所形成。5.根据权利要求1所述的超宽带可见光与近红外超材料吸波体，其特征在于：各个结构尺寸对于吸收性能影响不同；其中结构周期以及中上层边长对于吸收有较为明显的影响，这两个参数过大或过小均会导致吸收性能的明显下降；而磷化铟和二氧化硅的厚度的变化对于吸收产生的影响较小。6.根据权利要求1所述的超宽带可见光与近红外超材料吸波体，其特征在于：可通过化学机械抛光、物理气相沉积、化学气相沉积、激光干涉光刻以及反应离子刻蚀技术进行样品制备。7.根据权利要求1所述的超宽带可见光与近红外超材料吸波体，其特征在于：由于该吸波体结构简单，只有四个可以调节的尺寸参数，同时结构中层和顶层的边长相同，使得加工过程的工艺性更好，加工方式选择也更加丰富；该吸收器也可充分地应用于光热转化、探测、传感等领域当中。

技术总结
本发明公开了一种超宽带可见光与近红外超材料吸波体，该吸波体是基于金属层、半导体层和电介质层的叠层型结构，结构单元中三层的材料从下到上依次是钨、磷化铟和二氧化硅，所述各层的外形都是长宽相等的正方柱型，其中磷化铟层和二氧化硅层具有相同的边长，并小于钨层的边长，且各层中心在竖直方向上对齐。本发明所述的超宽带超材料吸波体在400～1600nm的波长范围内呈现出超过85％的宽带吸收，平均吸收率达到了97.2％，同时具有极化无关性能与入射角不敏感性能。射角不敏感性能。射角不敏感性能。


技术研发人员：冀世军 张晨光 赵继 吴汉 罗智友 任海林
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：2021.12.21
技术公布日：2022/3/18