Двухполосный поглотитель среднего инфракрасного диапазона на основе вложенной структуры из метаматериала

Предложен двухзонный поглотитель из метаматериала на основе вложенных наноструктур. Моделирование с использованием метода конечных разностей во временной области выявило два пика резонансного поглощения с узкой полушириной в средней ИК-области с центральными длинами волн 3.87 и 4.57 мкм. Структура показала чрезвычайно высокую чувствительность в отсутствие поляризационной чувствительности. Трехполосное поглощение наблюдали, контролируя толщину верхнего слоя рисунка. Обсуждается влияние различных металлических материалов и геометрических структур на поглощение. Вложенная структура, поглощающая ИК-излучение, может найти применение в датчиках и детекторах. Множественные пики поглощения при изменении толщины обеспечивают теоретическую основу для исследований многополосного поглощения. 

1. J. B. Pendry, Phys Rev Lett., 85, No. 18, 3966–3969 (2000).

2. N. Liu, M. Mesch, T. Weiss, et al., Nano Lett., 10, No. 7, 2342–2348 (2010).

3. W. Chen, N. I. Landy, K. Kempa, W. J. Padilla, Adv. Opt. Mater., 1, No. 3, 195 (2013).

4. N. I. Landy, S. Sajuyigbe, J. J. Mock, et al., Phys Rev Lett., 100, No. 20, 207402 (2008).

5. D. Benedikovic, M. Berciano, Alonso-Ramos, et al., Opt. Express, 25, No. 16, 19468–19478 (2017).

6. N. P. Johnson, A. Z. Khokhar, H. M. Chong, Opto-Electron. Rev., 14, No. 3, 187–191 (2006).

7. Kim Taehwan, Bae Ji-Yeul, Lee Namkyu, et al., Adv. Funct. Mater., 73, No. 19, 1–8 (2018).

8. Xun jun He, Liang Qiu, Yue Wang, et al., J. Infrared Milli Terahz Waves, 32, No. 7, 902–913 (2011).

9. G. Duan, J. Schalch, X. Zhao, J. Zhang, et al., Opt. Express, 26, No. 3, 2242–2251 (2018).

10. L. Zhigang, S. Liliana, D. A. Czaplewski, et al., Opt. Express, 26, No. 5, 5616–5631 (2018).

11. J. Yang, C. Xu, S. Qu, et al., J. Adv. Dielectrics, 8, No. 1, 1850007(1–8) (2018).

12. L. Zhao, H. Liu, Z. He, et al., Opt. Commun., 420, 95–103 (2018).

13. J. Schalch, G. Duan, X. Zhao, X. Zhang, R. D. Averitt, Appl. Phys. Lett., 113, No. 6, 61113 (2018).

14. J. A. Mason, S. Smith, D. Wasserman, et al., Appl. Phys. Lett., 98, No. 24, 241105 (2011).

15. Z. Zhou, T. Zhou, S. Zhang, Z. Shi, Y. Chen, et al., Adv. Sci. (Weinh.), 5, No. 7, 1700982 (2018).

16. L. Lei, L. Shun, H. Haixuan, et al., Opt. Express, 26, No. 5, 5686–5693 (2018).

17. Z. Lei, L. Han, H. Zhihong, et al., Opt. Express, 26, No. 10, 12838–12851 (2018).

18. L. Guo, X. Ma, Y. Zou, et al., Opt. Laser Technol., 98, 247–251 (2018).

19. Rodrigo Sergio G, Martín-Moreno Luis, Opt. Lett., 41, No. 2, 293–296 (2018).

20. Zhao Xiaoguang, Duan Guangwu, Wu Ke, S. W. Anderson, Zhang Xin, Adv. Mater., 5, No. 4, 61–68 (2019).

21. Bhardwaj Amit, Sridurai Vimala, Puthoor Navas Meleth, et al., Adv. Opt. Mater., 1, No. 8, 42–51 (2019).

22. R. Singh, C. Rockstuhl, W. Zhang, Appl. Phys. Lett., 97, No. 24, 241108 (2010).

23. K. Chen, R. Adato, H. Altug. ACS nano., 6, No. 9, 7998–8006 (2012).

24. C. Luo, F. Ling, G. Yao, et al., Opt. Express, 24, No. 2, 1518–1527 (2016).

25. Su Yuanyan, Chen Zhi Ning, IEEE Transact. Antenn. Propagation, 1, 1 (2019).

26. Yang Yu Fan, Hu Han Wen, et al., Adv. Opt. Mater., 1, No. 3, 26–33 (2020).

27. Bai Zhongyang, Liu Yongshan, et al., ACS Appl. Mater. Interfaces, 10, No. 20, 8543 (2020).

28. M. Born, E. Wolf, Principle of Optics, Cambridge University (1999).

29. R. C. Rumpf, Prog. Electromag. Res. B, 35, No. 1, 241–261 (2011).

30. L. Li, J. Opt. Soc. Am. A, 14, No. 10, 2758–2767 (1997).