一种红外波段多波长吸收器优化设计
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作者:
作者单位:

(宁波工程学院电子与信息工程学院,浙江 宁波 315016)

作者简介:

赵洪霞(1970-),女,硕士,副教授,主要从事 光纤传感和光器件方面的研究.

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金(61605097)、浙江省基础公益研究计划项目(LGC20F050001,LGC19F050001)资助项目 (宁波工程学院电子与信息工程学院,浙江 宁波 315016)


Optimum design of a multi-wavelength absorber in infrared band
Author:
Affiliation:

(Electronic and Information Engineering College,Ningbo University of Technology ,ningbo,Zhejiang 315016,China)

Fund Project:

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    摘要:

    本文设计了一种石墨烯/交替光栅/铝(Al)底板 结构红外波段电磁超材料多波长吸收 器。利用时域有限差分法(FDTD)数值模拟了石墨烯层厚度和光栅结构参数对吸收光谱的影 响规律。研究结果证明,基于FP腔共振和相消干涉形成的吸收光谱对石墨烯层厚度和光栅 高度较敏感,即随着石墨烯层厚度增大或光栅高度降低,左边频迅速蓝移,伴随各干涉峰峰 位波长小幅右飘,吸收率大幅提升;而随着光栅周期缩小,左边频吸收峰呈现右移趋势,但 各干涉峰峰位几乎无变化。与此同时各干涉峰峰位波长具有随环境折射率增大线性红移的特 性,故而可用于折射率或液体、气体浓度的高灵敏度感测。

    Abstract:

    An infrared electromagnetic metamaterial multichannel absorber is desig ned based on graphene,alternating grating and Al substrate.The Finite-Difference Time-Dom ain (FDTD) method is used to simulate the influence of the thickness of the graphene layer and the grating structure parameters on the absorption spectrum,and then the optimal design str ucture is obtained. The results show that the absorption spectra of FP cavity resonance and magnetro n resonance are sensitive to the thickness of the graphene layer and the height of the grating. As the thickness of graphene increases or the height of the grating decreases,the left frequency sh ifts to the left quickly,and the interference peaks drift slightly to the right,with the absorp tion rate greatly increasing.When the grating period decreases or the duty ratio increases,the l eft frequency shifts to the right obviously,while the interference peaks are almost unchanged.At th e same time,the peak positions of the interference peaks shift linearly to the right as the refr active index of the environment increases,so it can be used for high-sensitivity sensing of refrac tive index or liquid and gas concentration.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

赵洪霞.一种红外波段多波长吸收器优化设计[J].光电子激光,2021,32(2):116~121

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  • 收稿日期:2020-09-23
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  • 在线发布日期: 2021-03-11
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