[发明专利]一种磁场调控型光吸收装置

说明书

本发明涉及光吸收技术领域，具体涉及一种磁场调控型光吸收装置，包括衬底和置于衬底上周期排布的光吸收单元，光吸收单元包括贵金属薄膜和磁性材料部，相邻光吸收单元的贵金属薄膜联通，贵金属薄膜中设有圆孔和矩形孔，矩形孔设置在圆孔的一侧，矩形部不和圆孔联通，磁性材料部设置在圆孔内。当外加磁场的作用下，磁性材料部的折射率发生变化，改变了圆孔附近介电环境，从而改变了圆孔附近的局域表面等离激元共振，实现了微纳结构的光吸收特性调控，便于针对不同波长的入射光进行吸收，拓宽了装置的应用范围。

技术领域

本发明涉及光吸收技术领域，具体涉及一种磁场调控型光吸收装置。

背景技术

光吸收是指光进入吸光材料时，与吸光材料发生相互作用，光的电磁辐射能量部分地被转化其他形式能量的物理过程。通常地，光被吸收以后被转化为热，以热能的形式释放，形成了光热转化。

光吸收技术在光电检测、光电转换、红外探测、热电子产生、大气环境监测、海水淡化、电磁能量收集等诸多领域有着重要的应用。因此，提升材料的吸收性能，挖掘影响材料光吸收特性的因素，在科学研究和技术应用上均具有重要的意义。

近年来，研究人员应用微纳结构实现了较高的光吸收效率，特别是通过贵金属微纳结构的局域表面等离激元共振实现了强吸收。这些贵金属微纳结构也通常被称为超材料。研究人员广泛采用基于金属-介质-金属的微结构阵列，例如圆柱阵列、圆盘阵列、圆孔阵列、十字架阵列等，实现表面等离激元共振，以实现强吸收。例如，发明专利CN110196464A公开了一种金属-介质周期膜堆与金属微结构阵列相结合的复合微结构，在可见光和近红外波段实现了宽带的光吸收；发明专利CN106711271A公开了一种基于半导体超表面结构的三频带近红外吸收器，从下而上依次由衬底、金属膜层、半导体超表面构成，实现了近红外波导强吸收。

在现有技术中，光的强吸收多是通过独立的贵金属结构或半导体结构实现的，对制备的要求高；当光吸收微纳结构被制备完成后，微纳结构的光吸收特性不能够调节，不便于应用。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种磁场调控型光吸收装置，包括衬底和置于衬底上周期排布的光吸收单元，光吸收单元包括贵金属薄膜和磁性材料部，相邻光吸收单元的贵金属薄膜联通，贵金属薄膜中设有圆孔和矩形孔，矩形孔设置在圆孔的一侧，矩形部不和圆孔联通，磁性材料部设置在圆孔内。

更进一步地，光吸收单元排布的周期为方形周期。

更进一步地，矩形孔与圆孔之间的距离小于100纳米。

更进一步地，矩形孔与圆孔之间的距离小于40纳米。

更进一步地，贵金属薄膜的材料为金或银。

更进一步地，磁性材料部的材料为铋铁石榴石。

更进一步地，矩形孔长边的中点与圆孔的距离最近。

更进一步地，磁性材料部填充所述圆孔。

更进一步地，贵金属薄膜的厚度小于200纳米。

更进一步地，贵金属薄膜的厚度小于80纳米。