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矩形块微纳结构材料在红外波段的偏振光吸收
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:光学精密工程
  • 时间:2014.11.15
  • 页码:2998-3003
  • 分类:TN215[电子电信—物理电子学] TB383[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]西北工业大学空天微纳系统教育部重点实验室,陕西西安710072, [2]中国航空工业集团北京长城计量测试技术研究所计量与校准技术重点实验室,北京100095, [3]大连理工大学微系统研究中心,辽宁大连116023
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.51175436);中国航空运动协会航空科学基金资助项目(No.2012ZC53036,No.20145653029);西北工业大学基础研究基金资助项目(NPU-FFR-JC200811);高等学校创新引智计划资助项目(B13044);辽宁省微纳米技术及系统重点实验室开放基金资助项目
  • 相关项目:微纳流控系统跨尺度兼容一体化集成制造基础研究
中文摘要:

研究了矩形块微纳结构吸收材料在中远红外波段的光学偏振吸收特性.该吸收材料由金属阵列-电介质层-金属膜组成,在2.0 μm~5.0 μm波长具有双波长谐振吸收效应,其理论吸收率大于80%.模拟计算和实验测试表明,该吸收材料的短波吸收峰值与矩形块长轴方向入射偏振光的3阶谐振响应对应,而长波吸收峰值与短轴方向基模谐振响应对应.实验制备了矩形阵列光吸收器并测试了它的的光学特性,结果表明:该吸收器结构在两个偏振方向的等效磁导率系数满足Lorentz模型,等效磁导率谱线虚部峰值波长与吸收谐振波长相对应,表明这种吸收材料的偏振吸收与入射电磁波的磁谐振响应有关.研究结果揭示了微纳结构吸收器的双波长频谱吸收机理,有助于实现特定波长生物传感器及光电探测器的设计.

英文摘要:

The polarization-dependent absorption of the rectangular-block perfect absorber metamaterials in mid-infrared regime was investigated theoretically and numerically.The rectangularshaped nanostructure absorber consisting of metal-dielectric-metal layers has dual-band resonant absorption spectrum at infrared wavelength of 2.0-5.0 μm and its absorptivity is more than 80%.The simulation results indicate that the dual-band resonance spectra of the materials are attributed to the third order resonance mode and the fundamental mode of the perpendicular polarized incident electronic field.A rectangle array optical absorber was developed and its optical properties were measured.The test results show that equivalent permeability of the absorber in two polarized configurations is satisfied the Lorentz model and the imaginary parts of the permeability agree well with the resonance absorption wavelengths,which indicates that the polarization absorption of the materials is depended on the magnetic resonance induced by the incident wave.These results point out that the dual-band resonant absorption mechanism of the nanostructure absorber is conductive to design of biosensors and photoelectric detectors in special wavelengths.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699