基于遗传算法辅助的等离子体超材料超宽带完美吸收体
光学
2022-01-19 v1 应用物理
摘要
电磁波的完全吸收在当今应用中至关重要，从光伏到防止对敏感设备的串扰均如此。在此背景下，我们使用遗传算法（GA）策略来优化由金属/介电层交替堆叠构成的截顶方形金字塔周期阵列的吸收特性。我们的目标是在可见光和近红外范围（波长介于 420 至 1600 nm 之间）内实现超宽带准完美吸收的正入射电磁辐射。我们比较了使用 Ni、Ti、Al、Cr、Ag、Cu、Au 或 W 之一、之二或之三作为金属层，以及聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）作为介电层所能获得的结果。探索了超过 10^17 种几何参数配置并缩减为少数最优配置。这项广泛的研究表明，当考虑这些超宽带完美电磁吸收体的实际实现时，Ni/PMMA、Ti/PMMA、Cr/PMMA 和 W/PMMA 在所选波长范围内提供了集成吸收率高于 99% 的高质量解决方案。我们研究了最优解相对于几何参数的鲁棒性并给出了局部吸收图。此外，我们确认当改变入射辐射的倾角时，这些最优解在宽角度范围内保持准完美宽带吸收特性。该研究还揭示，贵金属（Au、Ag、Cu）对本应用并未提供最高性能。
引用
@article{arxiv.2108.09377,
title = {Genetic-algorithm-aided ultra-broadband perfect absorbers using plasmonic metamaterials},
author = {Alexandre Mayer and Hai Bi and Sarah Griesse-Nascimento and Benoit Hackens and Jérome Loicq and Eric Mazur and Olivier Deparis and Michaël Lobet},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.09377},
year = {2022}
}