分析一种双向超材料完美吸收体在多功能光学应用中的性能
创始人
2025-09-12 12:03:24

超材料完美吸收体(MPAs)因其独特的可调电磁特性而广受研究。传统MPAs主要致力于实现单一方向的完美吸收,这导致其在多种实际应用中存在局限性。我们提出了一种具有超宽带与双窄带吸收切换能力的双向MPA,并采用反演算法提取吸收体的归一化阻抗以阐释物理机制。仿真结果表明:由金属-绝缘体-金属(MIM)法布里-珀罗(F-P)腔激发的多共振模式,可在1200纳米超宽光谱范围及589纳米、1097纳米特定波长处,分别实现93.8%和99.5%的平均吸收率,且具备偏振无关性与角度不敏感性。该成果在能量收集、热辐射、完美隐身及纳米颗粒检测等多重光学应用集成中展现出显著潜力。

综上所述,我们提出了一种双向吸收可切换的超材料完美吸收体。该设计通过简单改变入射方向,即可在1200纳米超宽波段实现93.8%的平均吸收率,或在589纳米与1097纳米特定波长处达到99.5%的吸收率。通过理论分析与数值模拟,我们阐释了等离子体表面极化激元(PSPR)、局域表面等离子体共振(LSPR)以及法布里-珀罗共振(FPR)产生完美吸收的物理机制。通过调整结构参数与入射条件,我们验证了该方案的合理性,并证明了其偏振无关性与角度不敏感性。

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