可见光及红外波段超材料完美吸收器的设计

发布时间：2023-12-09 12:35

　　超材料是一种利用自然界中已有的物质,由人工设计的具有周期性结构的材料。通过合理地选取所使用的材料及合适的结构尺寸,能够获得一些不存在于自然界的非常规的优越性能的特性。在电磁隐身、能量收集、完美透镜等方面均存在着广泛的应用。超材料完美吸收器(Metamaterial Perfect Absorber,MPA)是超材料研究的一个分支,通过设计某种特定结构的超材料,实现能够对在特定波长下的入射光波的吸收作用。伴随着对超材料的不断研究以及实际应用的需求,实现宽带吸收成为了超材料的研究热门之一。对光波实现宽带吸收可以极大地拓宽使用场景,例如太阳能电池。除此之外,我们还需要研究如何实现更大角度入射时仍保持超材料的吸收效率的特性,以及需要考察其偏振敏感的特性。伴随着吸收效果的提高,存在一些其他的问题,例如结构厚度控制不当、结构设计复杂、实际制造难度大等。因此,也需要对这些缺点进行改进。针对可能存在的问题,我们总结了以前的研究结果,在这里设计了两种类型的MPA,实现了对覆盖从可见光到中红外范围内超宽带宽的吸收能力。并且分别从结构特性及材料特性分析了两类超材料宽波段吸收性能的差异,进而研究了对吸收率产生...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 发展动态分析
    1.4 主要研究内容
第2章 MPA的原理与分析方法
    2.1 超材料的性质
    2.2 超材料完美吸收的原理分析
        2.2.1 完美吸收原理
        2.2.2 磁激元共振
        2.2.3 阻抗匹配
    2.3 S参数的提取
    2.4 电磁仿真软件原理及应用
    2.5 本章小结
第3章 叠层结构的MPA的设计
    3.1 叠层超材料结构的设计
    3.2 超材料的仿真
    3.3 超材料的偏振敏感性及角度宽容性
    3.4 超材料完美吸收的原理分析
    3.5 叠层结构超材料的层数对吸收率的影响
    3.6 本章小结
第4章 可见光及近红外波段超材料宽带吸收器的设计
    4.1 三层结构的MPA的设计
    4.2 超材料的仿真
    4.3 超材料的偏振敏感性及宽容度分析
    4.4 超材料吸收的原理分析
    4.5 本章小结
第5章 中红外波段MPA的设计
    5.1 简单三层结构的MPA的设计
    5.2 超材料的仿真
    5.3 超材料的偏振敏感性及宽容度分析
    5.4 超材料的吸收原理分析
    5.5 超材料的结构尺寸对吸收的影响
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3871586