[实用新型]一种宽带偏振选择超材料吸收体及红外探测器

说明书

本实用新型公开了一种宽带偏振选择超材料吸收体，从下至上依次包括基底、连续金属层、连续电介质层及堆叠光栅；所述堆叠光栅为条形光栅，且沿所述堆叠光栅的宽度方向间隔设置于所述连续电介质层表面；所述堆叠光栅包括在高度方向上交替层叠设置的光栅金属层与光栅介质层，且所述堆叠光栅的最外层为所述光栅金属层；多个所述堆叠光栅的宽度不同。本实用新型设置多个宽度不同的所述堆叠光栅结构，其中每个不同宽度的堆叠光栅都对应一个不同波长的电磁波的吸收峰，通过设置所述宽度大小，实现宽带的高吸收；此外，本实用新型通过限定所述堆叠光栅为条形光栅，实现了电磁波的偏振选择吸收。本实用新型还提供了一种具有上述有益效果的红外探测器。

技术领域

本实用新型涉及红外吸收体领域，特别是涉及一种宽带偏振选择超材料吸收体及红外探测器。

背景技术

任何温度高于绝对零度的物体都会因自身分子运动而向外辐射红外波段的电磁波。红外辐射包含了丰富的信息，而红外探测器正是利用红外辐射获取目标信息的器件。在一些可见光缺失的场景(尤其是夜间)，红外探测器就可以发挥出很大的作用，不论是军事还是民用，都有极大的应用前景。而其中，超材料吸收体成为本领域内越来越多人的选择。

超材料吸收体是亚波长人工金属微纳单元构成的阵列结构，它利用局域表面等离激元谐振的机理，将入射电磁波局域化并产生强烈的近场增强效应。被局域的光场与金属微纳结构中的自由载流子相互作用从而转换成热量，进而实现对入射光场的吸收。通过对亚波长单元结构的几何尺寸以及形状的调控，可以人为的操纵超材料吸收体的光学响应进而实现广泛的应用，但是由于超材料吸收体的谐振特性，其吸收带宽通常比较窄。而现有技术中为了解决上述问题，通常采用多种结构水平复合和多种结构纵向堆叠这两种方案，然而对于前者，吸收带宽的展宽和吸收率是此消彼长的，不能做到同时提升吸收率和吸收带宽的展宽；对于后者尽管不用在吸收率和吸收带宽的展宽上做取舍，但若想两者兼得，需要以更大的厚度和更高昂的成本为代价。由此可见，如何实现一种兼具高偏振选择性、长波红外宽带高吸收及厚度小、响应快的超材料吸收体，是本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种宽带偏振选择超材料吸收体及红外探测器，以解决现有技术中的吸收体不能兼具长波红外宽带高吸收、高偏振选择性及厚度过大的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种宽带偏振选择超材料吸收体，其特征在于，从下至上依次包括基底、连续金属层、连续电介质层及堆叠光栅；

所述堆叠光栅为条形光栅，且沿所述堆叠光栅的宽度方向间隔设置于所述连续电介质层表面；

所述堆叠光栅包括在高度方向上交替层叠设置的光栅金属层与光栅介质层，且所述堆叠光栅的最外层为所述光栅金属层；

多个所述堆叠光栅的宽度不同。

可选地，在所述的宽带偏振选择超材料吸收体中，所述堆叠光栅从下至上依次包括第一光栅金属层、第一光栅介质层及第二光栅金属层。

可选地，在所述的宽带偏振选择超材料吸收体中，所述第二光栅金属层的厚度的范围为20纳米至100纳米，包括端点值。

可选地，在所述的宽带偏振选择超材料吸收体中，所述堆叠光栅的宽度的范围为400纳米至2000纳米，包括端点值。

可选地，在所述的宽带偏振选择超材料吸收体中，所述堆叠光栅为在长度方向上连续的光栅。

可选地，在所述的宽带偏振选择超材料吸收体中，所述堆叠光栅为直线型光栅。

可选地，在所述的宽带偏振选择超材料吸收体中，所述堆叠光栅等间隔排列。

可选地，在所述的宽带偏振选择超材料吸收体中，相邻的所述堆叠光栅的间隔的范围为50纳米至600纳米，包括端点值。