红外波段周期微结构近完美吸收特性研究

发布时间：2021-08-25 01:52

　　电磁波吸收器可以接收电磁波,为了能够有效地利用电磁波,需要这种具有重要应用背景的器件。目前,传统本征吸收的选择吸收性很差,吸收率极低,而且对材料的依赖性很强。而多光束干涉吸收对入射角度和偏振的变化极为敏感,吸收带宽非常窄,而且结构的厚度为四分之一波长的整数倍,通常都比较大。最近,一种新型的基于人工超材料的电磁共振吸收器克服了这些缺点并且更符合实际应用情况。这种近完美吸收器具有极高的吸收率并且可以在很宽的角度范围内工作。经过复合设计还能实现宽波段吸收,双波段甚至多波段吸收。此外,近完美吸收器的厚度远小于入射电磁波的波长,可以弯曲或覆盖在物体表面,而且结构简单较容易制作。更为重要的是通过结构尺寸的优化和材料的选取,这种近完美吸收器可以将工作波段扩展至微波波段,太赫兹波段,红外波段甚至可见光波段。本文主要是基于周期微结构提出并数值研究红外波段近完美吸收器;分析各种结构参数对吸收光谱的调制,以及入射角度,偏振角度和方位角度的变化对吸收光谱的影响。单波段吸收器在一些应用领域有局限,本文建立了两种基于磁激元的双波段吸收器基准模型,一种是同介质分离层多元尺寸结构,另一种为同尺寸金属条多分离层结构。用... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：121 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 近完美吸收的原理
        1.2.1 有效波阻抗
        1.2.2 磁激元共振
    1.3 近完美吸收器研究现状
        1.3.1 单波段吸收器
        1.3.2 双波段及三波段吸收器
        1.3.3 宽波段吸收器
    1.4 本文的主要研究工作与内容安排
第2章 基于磁激元的多波段吸收
    2.1 引言
    2.2 基于磁激元的双波段吸收器基准模型
        2.2.1 基于磁激元的多元尺寸结构
        2.2.2 多元尺寸结构等效电路模型
        2.2.3 基于磁激元的多分离层结构
        2.2.4 多分离层结构等效电路模型
    2.3 应用并联LC电路模型设计宽波段吸收器
        2.3.1 一维周期宽波段吸收器的设计
        2.3.2 二维周期偏振无关宽波段吸收器的设计
        2.3.3 偏振角度对宽波段吸收的影响
        2.3.4 方位角度对宽波段吸收的影响
    2.4 基于磁激元的超宽波段吸收器
    2.5 本章小结
第3章 基于非对称结构的吸收特性
    3.1 引言
    3.2 基于非对称T型结构的双波段吸收器
        3.2.1 非对称T型结构等效电路模型
        3.2.2 结构参数对吸收光谱的调制
        3.2.3 入射角度对吸收特性的影响
    3.3 基于非对称L型结构的吸收器
        3.3.1 长空腔结构的吸收特性
        3.3.2 短空腔结构的耦合效应
    3.4 本章小结
第4章 一维周期偏振无关吸收
    4.1 引言
    4.2 基于多层脊光栅的一维周期吸收器
        4.2.1 宽入射角度响应特性
        4.2.2 偏振角度无关特性
        4.2.3 方位角度对吸收特性的影响
    4.3 基于多层阵列的一维周期容差吸收器
        4.3.1 宽入射角度响应特性
        4.3.2 方位角度对吸收特性的影响
        4.3.3 几何结构参数容差特性
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历



本文编号：3361148