本發(fā)明涉及光吸收器，更具體的說是涉及3-14μm中紅外多波段吸收器。

背景技術(shù)：

1、近些年來，關(guān)于吸收特定波段電磁波的吸收器研究得到了廣泛的關(guān)注和快速的發(fā)展。它們?cè)趥刹臁鞲小⒊上竦阮I(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力。中紅外激光具有獨(dú)特的波段，覆蓋了大氣窗口，覆蓋該波段的吸收器在醫(yī)療操作、汽車制造、消防安全等領(lǐng)域具有重要的實(shí)用價(jià)值。盡管中紅外多波段吸收器的研究取得了一些進(jìn)展，但仍面臨著寬波段設(shè)計(jì)、材料選擇和制備、設(shè)計(jì)復(fù)雜性與可擴(kuò)展性、受環(huán)境影響以及集成與應(yīng)用等方面的制約，限制了吸收器的可擴(kuò)展性和實(shí)用性。

2、相對(duì)于金、銀、銅等金屬，鈦的介電常數(shù)變化緩慢，更有利于多波段的實(shí)現(xiàn)，但在加熱環(huán)境下容易氧化，這種特性限制了鈦吸收器的使用環(huán)境。如果將鈦放在一個(gè)穩(wěn)定性更好的結(jié)構(gòu)中，則會(huì)擴(kuò)大鈦結(jié)構(gòu)吸收器的應(yīng)用范圍。

3、因此，如何提供一種基于鈦結(jié)構(gòu)的3-14μm中紅外多波段吸收器是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種3-14μm中紅外多波段吸收器，覆蓋了中紅外光譜區(qū)域的關(guān)鍵頻段、實(shí)現(xiàn)中紅外多波段完美吸收并且對(duì)光源偏振角不敏感。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、3-14μm中紅外多波段吸收器，包含多個(gè)嵌入型吸收單元，所述嵌入型吸收單元從底層至表層依次設(shè)置有：

4、位于底層的鈦底層，厚度為t金屬2，t金屬2＝0.25μm；

5、位于中間層的硅介質(zhì)層，厚度為t介質(zhì)1，t介質(zhì)1＝0.825μm；

6、位于表層的氧化鋁介質(zhì)層，厚度為t介質(zhì)2，t介質(zhì)2＝1.45μm；

7、所述硅介質(zhì)層內(nèi)嵌入有金屬十字架，厚度為t金屬3，t金屬3＝0.15μm；

8、所述氧化鋁介質(zhì)層內(nèi)嵌入有金屬圓環(huán)，厚度為t金屬1，t金屬1＝0.15μm；

9、所述鈦底層、所述硅介質(zhì)層、所述金屬十字架、所述氧化鋁介質(zhì)層和所述金屬圓環(huán)周期相同。

10、優(yōu)選的，所述嵌入型吸收單元呈四棱柱；

11、所述鈦底層、所述硅介質(zhì)層和所述氧化鋁介質(zhì)層均為四棱柱，且長和寬均與周期相同。

12、優(yōu)選的，所述金屬圓環(huán)的內(nèi)半徑r金屬1＝0.4μm，外半徑r金屬1＝0.9μm；

13、所述金屬圓環(huán)與所述硅介質(zhì)層的距離為d金屬1，d金屬1＝0.8125um。

14、優(yōu)選的，所述金屬十字架的長l1＝2.8μm、寬l2＝0.5μm；

15、所述金屬十字架與所述鈦底層之間的距離表示為d1。

16、優(yōu)選的，所述金屬十字架和所述金屬圓環(huán)的材料為鈦。

17、優(yōu)選的，多個(gè)所述嵌入型吸收單元呈陣列排列且位于同一平面。

18、優(yōu)選的，t金屬1：t介質(zhì)1：t介質(zhì)2：t金屬3：t金屬2＝0.6：3.3：5.8：0.6：1。

19、優(yōu)選的，所述氧化鋁介質(zhì)層的材質(zhì)為三氧化二鋁。

20、優(yōu)選的，周期p＝5μm。

21、經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開提供了一種3-14μm中紅外多波段吸收器，這種結(jié)構(gòu)在保證高吸收的同時(shí)又彌補(bǔ)了金屬ti在加熱環(huán)境下易氧化的缺陷。且吸收器頂部的氧化鋁起到了誘導(dǎo)共振的作用，同時(shí)還可以有效地防止金屬ti的氧化。將金屬ti環(huán)嵌入到氧化鋁介質(zhì)層中，進(jìn)一步增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。通過合理設(shè)計(jì)金屬十字架的尺寸和布局，可以有效地激發(fā)表面等離子體共振，并增強(qiáng)光的吸收效果。本發(fā)明嵌入式復(fù)合結(jié)構(gòu)吸收器能夠在3-14μm的寬波段范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)多波段的吸收，覆蓋了中紅外光譜區(qū)域的關(guān)鍵頻段，使得吸收器能夠滿足不同頻段內(nèi)的吸收要求，提高了在不同應(yīng)用場(chǎng)景下的適應(yīng)性和性能表現(xiàn)。

技術(shù)特征：

1.3-14μm中紅外多波段吸收器，其特征在于，包含多個(gè)嵌入型吸收單元，所述嵌入型吸收單元從底層至表層依次設(shè)置有：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3-14μm中紅外多波段吸收器，其特征在于，所述嵌入型吸收單元呈四棱柱；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3-14μm中紅外多波段吸收器，其特征在于，所述金屬圓環(huán)的內(nèi)半徑r金屬1＝0.4μm，外半徑r金屬1＝0.9μm；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3-14μm中紅外多波段吸收器，其特征在于，所述金屬十字架的長l1＝2.8μm、寬l2＝0.5μm；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3-14μm中紅外多波段吸收器，其特征在于，所述金屬十字架和所述金屬圓環(huán)的材料為鈦。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3-14μm中紅外多波段吸收器，其特征在于，多個(gè)所述嵌入型吸收單元呈陣列排列且位于同一平面。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3-14μm中紅外多波段吸收器，其特征在于，t金屬1：t介質(zhì)1：t介質(zhì)2：t金屬3：t金屬2＝0.6：3.3：5.8：0.6：1。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3-14μm中紅外多波段吸收器，其特征在于，所述氧化鋁介質(zhì)層的材質(zhì)為三氧化二鋁。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了3?14μm中紅外多波段吸收器，包含多個(gè)嵌入型吸收單元，嵌入型吸收單元從底層至表層依次設(shè)置有：位于底層的鈦底層，厚度為t<subgt;金屬2</subgt;，t<subgt;金屬2</subgt;＝0.25μm；位于中間層的硅介質(zhì)層，厚度為t<subgt;介質(zhì)1</subgt;，t<subgt;介質(zhì)1</subgt;＝0.825μm；位于中間層的金屬十字架，厚度為t<subgt;金屬3</subgt;，t<subgt;金屬3</subgt;＝0.15μm；位于表層的氧化鋁介質(zhì)層，厚度為t<subgt;介質(zhì)2</subgt;，t<subgt;介質(zhì)2</subgt;＝1.45μm；位于表層的的金屬圓環(huán)，厚度為t<subgt;金屬1</subgt;，t<subgt;金屬1</subgt;＝0.15μm；鈦底層、硅介質(zhì)層、金屬十字架、氧化鋁介質(zhì)層和金屬圓環(huán)周期相同。本發(fā)明覆蓋了中紅外光譜區(qū)域的關(guān)鍵頻段、實(shí)現(xiàn)中紅外多波段完美吸收并且對(duì)光源偏振角不敏感，能夠在3?14μm的寬波段范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)多波段的吸收。

技術(shù)研發(fā)人員：方云,張茜,鞏麗,劉堅(jiān),陳薇羽
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湘潭大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/22