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摘要
超宽带吸收是电磁吸收器追求的一个重要目标。本文设计了一种基于氮化钛和二氧化钛两种耐火材料的槽深渐变的光栅型光吸收器,采用有限元法分析了单元结构的周期、凹槽深度、凹槽宽度、涂层厚度和凹槽个数对吸收曲线的影响,并确定了各个结构参数的最优值。该吸收器利用电介质腔共振效应和表面等离子体共振效应对入射电磁波进行吸收。结果表明:在优化结构参数条件下,在500～2 000 nm波段范围内和0～80°入射角范围内,该吸收器的平均吸收率可达到90%以上,并且对入射角表现出不敏感性,实现了对可见光至近红外线波段电磁波的超宽带吸收。通过比较发现,凹槽顶部和底部采用半圆柱形结构时,吸收效果更优。由于构成该吸收器的材料为耐火材料,因此这种吸收器可以在高温环境下工作。该设计在光伏发电等领域有潜在的应用价值。
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单位山西大学; 量子光学与光量子器件国家重点实验室; 电子工程学院
