基于InP、InAs和InSb材料的红外线吸收器研究
发布时间：2022-01-25 22:41
表面等离子（SPs）是一种电磁表面波,它是当入射电磁波中光子与金属和类金属材料表面的自由电子的频率相匹配时而产生。基于SPs的吸收器近些年逐渐成为科学家们研究的热点,其中包括红外波段电磁波吸收器的研究。本文最先阐述了一些有关表面等离激元的基本概念与特性,以及近些年来关于吸收器尤其是红外线吸收器的一些发展现状与应用。并由此设计了两种把磷化铟（InP）,砷化铟（InAs）和锑化铟（InSb）三种材料放在一起的红外线吸收器。研究过程中的数值模拟方法用到了频域有限差分法（FDFD）,对它们在红外波段的吸收性能进行探究。具体研究内容如下:（1）设计了一种基于InP、InAs和InSb材料的槽深线性渐变的光栅型红外线宽带吸收器。此吸收器是在底部为银基底的InSb中,等距离挖出凹槽,并依次在凹槽内壁涂覆InAs和InP材料而构成。利用FDFD方法不断优化吸收效果,在2875μm波长范围以及080o范围内,对92%以上的入射红外线进行完美吸收。研究了当吸收器的各个几何参数变化时对吸收效果的影响,结果发现只有凹槽个数的变化对吸收率的影响较...
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：51 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（a）实现对微波波段的吸收器结构（b）实现对太赫兹波段的吸收器结构（c）实现对可见光波段的吸收器结构
基于 InP、InAs 和 InSb 材料的红外线吸收器研究2(a)所示[34]。吸收器结构整体以 Al2O3为基底，上再将以金属 Ti 为基底叠加金属 Au 的 U 型开口收器总体厚度为 185nm，利用电磁阻抗匹配实现高效吸收以及半峰全宽为 1607nm 的宽带吸收率，收器还研究了入射电磁波的倾斜角度对吸收效果红外波都可以实现 70%以上的吸收效果，如图 1
5(b)1.3 (a)中红外吸收器结构示意图（b）吸收性能随角度变化图（c）结构尺寸对吸收效果影由于在环境遥感探测[56]、炸药探测[57]等方面主要应用的是远红外线吸收器，对于远红外波段的吸收性能研究成为一个热点。早在 1993 年，D. J. Advena 等设计了一种通过将金黑膜(gold black films)沉积在高反射率的金属表面而形成的外线吸收器，实现 0.2~50μm 波长范围内良好的吸收特性[38]，如图 1.4(a)。随后 2 C. Ye 等人又设计了一种基于单层石墨烯-电介质光栅-金属衬底的一维光栅型远线吸收器，可以在 28.74THz 频率处完成高达 99.94%的吸收效果[39]，如图 1.4(17 年，R. Parvaz 等设计了一种基于金属圆环-石墨烯丝带-电介质-金属衬底的二栅型远红外吸收器，实现远红外波段内存在至少五个单窄带吸收峰的性能。并过改变结构参数，可以在 0~75o入射角范围内达到较高的吸收率[40]，如图 1.4(
【参考文献】：
期刊论文
[1]银纳米线表面等离子体激元导光的研究[J]. 张旭,吴禹,仝旋,许孝芳,吕柳. 光学学报. 2016(01)
[2]纳米结构金属表面的近场电势分布[J]. 游荣义,黄晓菁. 计算物理. 2013(04)
[3]InP衬底上GaInAsSb的液相外延生长及其性质的研究[J]. 龚秀英,K.S.Lchner,P.Zwicknagl,E.Bauser. 发光学报. 1987(03)
硕士论文
[1]低色散低损耗表面等离子体慢光波导的理论研究[D]. 韩博.上海交通大学 2009
本文编号：3609322
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：51 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（a）实现对微波波段的吸收器结构（b）实现对太赫兹波段的吸收器结构（c）实现对可见光波段的吸收器结构
基于 InP、InAs 和 InSb 材料的红外线吸收器研究2(a)所示[34]。吸收器结构整体以 Al2O3为基底，上再将以金属 Ti 为基底叠加金属 Au 的 U 型开口收器总体厚度为 185nm，利用电磁阻抗匹配实现高效吸收以及半峰全宽为 1607nm 的宽带吸收率，收器还研究了入射电磁波的倾斜角度对吸收效果红外波都可以实现 70%以上的吸收效果，如图 1
5(b)1.3 (a)中红外吸收器结构示意图（b）吸收性能随角度变化图（c）结构尺寸对吸收效果影由于在环境遥感探测[56]、炸药探测[57]等方面主要应用的是远红外线吸收器，对于远红外波段的吸收性能研究成为一个热点。早在 1993 年，D. J. Advena 等设计了一种通过将金黑膜(gold black films)沉积在高反射率的金属表面而形成的外线吸收器，实现 0.2~50μm 波长范围内良好的吸收特性[38]，如图 1.4(a)。随后 2 C. Ye 等人又设计了一种基于单层石墨烯-电介质光栅-金属衬底的一维光栅型远线吸收器，可以在 28.74THz 频率处完成高达 99.94%的吸收效果[39]，如图 1.4(17 年，R. Parvaz 等设计了一种基于金属圆环-石墨烯丝带-电介质-金属衬底的二栅型远红外吸收器，实现远红外波段内存在至少五个单窄带吸收峰的性能。并过改变结构参数，可以在 0~75o入射角范围内达到较高的吸收率[40]，如图 1.4(
【参考文献】：
期刊论文
[1]银纳米线表面等离子体激元导光的研究[J]. 张旭,吴禹,仝旋,许孝芳,吕柳. 光学学报. 2016(01)
[2]纳米结构金属表面的近场电势分布[J]. 游荣义,黄晓菁. 计算物理. 2013(04)
[3]InP衬底上GaInAsSb的液相外延生长及其性质的研究[J]. 龚秀英,K.S.Lchner,P.Zwicknagl,E.Bauser. 发光学报. 1987(03)
硕士论文
[1]低色散低损耗表面等离子体慢光波导的理论研究[D]. 韩博.上海交通大学 2009
本文编号：3609322
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