复合石墨烯超表面的超宽带相干完美吸收
光学
2024-08-30 v1 应用物理
摘要
我们研究了一种新型多层石墨烯超表面在THz波段实现超宽带相干完美吸收（CPA）的设计与性能。所提出的结构由三层石墨烯图案化超表面组成，层间由薄介质间隔层分隔。顶部和底部超表面具有不同尺寸的十字形单元，而中间石墨烯超表面为方形。这种独特的几何不对称性和结构中的多层特性有助于在非相干照明下实现宽带非对称反射。这一有趣特性是实现宽频率范围内相干照明下近全吸收的关键步骤。数值模拟表明，吸收效率在2.8至5.7 THz的超宽带频率范围内超过90%，即带宽为2.9 THz。CPA效应可以通过操纵两束入射相干光束之间的相位差进行选择性调谐。此外，吸收响应可以通过改变石墨烯的费米能级进行动态调整。本研究还考察了几何参数对吸收特性的影响。本研究结果为设计宽带石墨烯超表面用于相干吸收应用提供了有价值的见解，并为THz频率范围内先进光学器件的发展做出了贡献。
引用
@article{arxiv.2408.09987,
title = {Ultrabroadband Coherent Perfect Absorption with Composite Graphene Metasurfaces},
author = {Wei Zou and Tianjing Guo and Christos Argyropoulos},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.09987},
year = {2024}
}