【摘 要】
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超材料是一种人工材料,具有很多自然界中材料所不具有的性能。超材料在很多方面都有潜在的应用,其中,超材料吸波器是一个很重要的应用。过去的几年,由于生物传感和医学检测等
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超材料是一种人工材料,具有很多自然界中材料所不具有的性能。超材料在很多方面都有潜在的应用,其中,超材料吸波器是一个很重要的应用。过去的几年,由于生物传感和医学检测等的需要,人们提出多种红外超材料吸波器结构并进行了制备。截至目前,对吸波器的制备,大部分采用电子束光刻,其制备成本高,不适合大尺寸制备,限制了其实际应用。因此,制备大尺寸吸波器是其获得应用的关键。本文设计了一种偏振不敏感、宽角度吸收的双频结构吸波器。利用普通光学光刻对其进行了制备,样品达到晶元尺寸,有效地降低了制备成本。本文同时也设计了一种偏振不敏感、宽角度吸收的宽频吸波器,其在特定波段内实现超过90%的吸收率。对于双频结构吸波器,运用电磁仿真软件COMSOL设计了金属-介质-金属结构的吸波器,模拟了尺寸参数对结构吸波性能的影响。根据模拟结果进行了结构尺寸的优化,获得最终的吸波器结构。随后,利用电子束蒸镀、光学光刻、刻蚀和剥离等微纳制备技术对双频结构吸波器进行了制备。最后利用改造后的傅里叶红外光谱仪测量了样品的吸收谱并与模拟结果进行了对比。对于宽频结构吸波器,运用电磁仿真软件COMSOL设计了单层结构吸波器并模拟了其吸收谱,研究了单层结构吸波器结构尺寸对吸收性能的影响,同时对单层结构吸波器的吸波机制进行了研究。随后设计了双层结构吸波器,重点研究了双层结构吸波器的耦合机制和吸波机制,在此基础上设计了多层结构吸波器并对其进行了尺寸优化,使其在特定波段内达到宽频吸收。
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