金字塔形超材料中的等离激元杂化：通往超宽带吸收之路
光学
2014-05-20 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
金字塔形超材料目前正被开发用于超宽带吸收器。它们由形成截头方底金字塔的交替金属/电介质层的周期性阵列组成。长度递增的金属层起着垂直耦合以及在较小程度上横向耦合的等离激元谐振器的作用。基于详细的数值模拟，我们证明了此类谐振器之间的等离激元杂化有助于实现超宽带吸收。研究表明，单个谐振器的偶极模式在电磁耦合机制中占主导地位。相邻金字塔之间的横向耦合和交替层之间的垂直耦合被证明是调节等离激元杂化的关键参数。经过优化后，Au/Ge 金字塔的工作带宽（即吸收率高于 90% 的带宽）覆盖了 0.2-5.8 微米的波长范围，即从紫外 - 可见光到中红外，且总吸收率（在工作带宽上积分）达到 98.0%。验证了该器件的全向和高吸收偏振无关特性。此外，我们表明电介质层材料的选择（Si 与 Ge）对于实现超宽带特性并不关键，这为设计和制造提供了灵活性。简要讨论了现实的制造场景。这种等离激元杂化途径可能有助于开发光热器件、热发射器或屏蔽器件，使物体在近红外探测器下隐形。
引用
@article{arxiv.1404.1824,
title = {Plasmon hybridization in pyramidal metamaterials: a route towards ultra-broadband absorption},
author = {Michael Lobet and Mercy Lard and Michael Sarrazin and Olivier Deparis and Luc Henrard},
journal= {arXiv preprint arXiv:1404.1824},
year = {2014}
}
备注
13 pages, 9 figures, accepted for publication in Optics Express