展现超宽带无反射吸收与极端角度不对称性的光学 Brewster 超表面

自由空间与吸收材料之间的阻抗失配是困扰高效光吸收追求的基本问题。在本工作中，我们设计并通过数值演示了一类基于反常 Brewster 效应的非共振阻抗匹配光学超表面，其展现超宽带无反射吸收，此处称之为光学 Brewster 超表面。有趣的是，此类 Brewster 超表面展现出一种独特的极端角度不对称性：当入射角符号改变时，出现完美透射与完美吸收之间的转变。这一显著现象源于传统与反常 Brewster 效应的共存。基于有效介质描述提出了材料选择指南，并给出了诸如集成金属背反射器或折叠超表面等策略以提升吸收性能。最后，演示了一种展现超宽带近全向无反射吸收的梯度光学 Brewster 超表面。此类高效非对称光学超表面可在光电与热器件如光电探测器、热发射体与光伏器件中找到应用。