摘要：设计了一种基于石墨烯的新型可调谐宽带超材料吸收器。该吸收器采用经典夹层结构,包含一个图案化的单层石墨烯超表面、介电层和金属底板。该石墨烯图案的结构由不同尺寸的石墨烯谐振器组成,确保高吸收率的同时能拓宽吸收带宽。研究结果表明,当费米能级E_(f)为0.9 eV时,吸收器在光源垂直入射条件下能实现2.3~5.2 THz波段90%以上的宽带吸收率,同时通过控制石墨烯的费米能级可以灵活调节吸收器的带宽和吸收性能。此外,基于单元结构的对称设计,吸收器对偏振角度的变化并不敏感,所设计的吸收器结构将促进石墨烯材料在太赫兹波段和新型吸波器件中的广泛应用。

摘要：基于Fano共振超表面所具有的高品质因数Q以及电场局域特性设计了一种全介质超表面结构,探究了超表面结构参数与品质因数Q、调制深度之间的关系。通过改变结构实现了单重Fano共振至双重Fano共振的有效调控。对比同等参数下矩形柱与椭圆柱超表面结构的灵敏度,选择矩形柱结构并确定其最优参数。矩形柱超表面结构的品质因数Q最大可达3408,双重Fano共振峰的调制深度接近99%。通过仿真计算可知该结构对甲烷体积分数的测量灵敏度可以达到1.57 nm/%(对应dip1)和1.66 nm/%(对应dip2),对背景折射率的测量灵敏度为419.45 nm/RIU和395.7 nm/RIU,FOM(figure of merit)值分别为524.3 RIU-1和542.8 RIU-1。此外,入射光偏振角度对此传感结构的Fano共振透射光谱强度具有一定影响,这一特性为光学非对称传输、偏振角检测以及超表面多功能复用等提供了新思路。

摘要：本文基于二氧化钒(VO_(2))独特的相变性质,设计了一种带宽可调谐的多层超材料吸收器。吸收器由VO_(2)方形环表面、聚酰亚胺(Polyimide)介质层、VO_(2)薄膜层、十字形金(Au)层、聚酰亚胺介质层和金薄膜层构成。当VO_(2)处于金属态时,结构可作为宽带吸收器,仿真结果表明在2.3 THz与5.3 THz之间吸收率超过90%,且吸收性能对入射光偏振不敏感,入射角度的改变对吸收性能影响较小。而当VO_(2)处于绝缘态时,结构可作为窄带吸收器,仿真结果表明在7.1 THz处吸收率超过99%,达到完美吸收效果,此时同样对入射光偏振不敏感。此外,VO_(2)处于绝缘态时,吸收器结构具有良好的传感性能,可拓展应用于成像、检测和传感等领域。