光学与红外频率下的最优光捕获结构

针对在不透明金属薄膜上具有现实几何形貌的一维纳米图案化光捕获结构进行了优化，以在光学和红外频率下实现高透射效率。针对具有给定数量沟槽且关于中心狭缝对称分布的狭缝 - 沟槽阵列这一特例，开发了简单的设计规则。这些规则利用了狭缝中的 Fabry-Perot 模式与波纹金属表面表面模式的杂化效应。相同的设计规则适用于光学和红外频率。此外，还利用共轭梯度优化算法对沟槽阵列的参数空间进行了考察，该算法以基于物理直觉优化的几何结构作为初始种子。研究同时考虑了均匀和非均匀沟槽阵列。相对于均匀阵列，最大的透射增强出现在啁啾沟槽轮廓情况下。这种增强是波长的函数，从光谱的光学部分的 39% 降低到长波红外区域的 15%。