超宽带纳米线超材料吸收体

    工作在不同波长的电磁波吸收器对于光化学、光伏、太阳能热光伏（STPV）、辐射冷却和光电探测等众多应用非常重要。超材料是由人工设计的亚波长单元构建的，显示出天然材料中不具备的独特光学特性，已被广泛用于完美的吸收器。超材料吸收体可分为宽带和窄带。宽带超材料吸收体可以在大带宽上保持高光吸收，对于光伏、光电探测器、太阳能蒸汽发电和机械共振操纵等应用至关重要。科研人员已经提出了用于宽带光吸收的各种超结构，包括金属光栅、纳米颗粒、光子晶体、空腔和碳基材料。到目前为止，科研人员已经为拓宽超材料吸收体的波长范围做出了巨大的努力。最直接的方法是耦合多个尺寸的金属谐振器，通过用系统中耦合的不同谐振覆盖电磁频谱来实现宽带吸收。虽然通过改变结构参数可以很容易地调整吸收带宽，但在单元中集成多谐振器大大增加了结构的尺寸。此外，相关报道的结构中很少有能够同时在从可见光到中红外的整个范围内实现宽带吸收的。

       近日，成都信息工程大学光电工程学院余鹏等人提出了一种超宽带纳米线超材料吸收体，该吸收体由具有同轴金属环的垂直排列的介电纳米线阵列组成。由于法布里-珀罗类谐振器中间隙表面等离激元模式的激发，吸收体在0.2至7 μm范围内表现出强吸收，平均吸收率大于91%。此外，可以添加耐火电介质包层以提高吸收器的热稳定性，该包层对其吸收性能的影响可以忽略不计。该团队所提出的吸收器在太阳能收集、辐射冷却、红外成像和光谱学、图像检测器和光电器件方面具有潜在的应用。相关研究工作发表在《Photonics Research》上。（丁雷）

      文章链接：Baoqing Wang,et al. Ultra-broadband nanowire metamaterial absorber. Photonics Research(2022). https://doi.org/10.1364/PRJ.473332.