長春光機所在納米光學(xué)吸收結(jié)構(gòu)研究中取得進展

　　近日，中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所應(yīng)用光學(xué)國家重點實驗室的吳一輝課題組為了解決納米吸收結(jié)構(gòu)對于入射角度的影響，提出了一種新型的全向偏振無關(guān)吸收結(jié)構(gòu)。相關(guān)研究成果發(fā)表在Optics Express（DOI：10.1364/OE.23.00A413）上。

　　由于超常吸收納米結(jié)構(gòu)在光電探測器和光伏電池等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用引起強烈關(guān)注。目前，納米吸收結(jié)構(gòu)主要集中于超材料結(jié)構(gòu)，但是超材料實現(xiàn)完美阻抗匹配對于目前的納米加工技術(shù)提出了嚴峻挑戰(zhàn)。為了克服吸收結(jié)構(gòu)對于結(jié)構(gòu)參數(shù)敏感的缺點，在前期研究工作中曾經(jīng)提出一種基于導(dǎo)摸共振原理的新型納米結(jié)構(gòu)。盡管能夠取得99.16%的吸收率，但是導(dǎo)摸共振的存在使得該種結(jié)構(gòu)對于入射角度比較敏感。近日，該課題組在上述工作的基礎(chǔ)上提出了一種偏振無關(guān)全向吸收的新型納米結(jié)構(gòu)。該種結(jié)構(gòu)主要是在金屬基底上的亞波長金屬光柵內(nèi)填充高折射率的介質(zhì)來提高有效折射率。通過理論分析可知，該種超常吸收源于表面等離子激元耦合腔模。該結(jié)構(gòu)對TE和TM偏振均具有很高的吸收效率，并且在入射角度<60°的情況下吸收率大于90%。通過調(diào)節(jié)金屬光柵的高度吸收峰可實現(xiàn)可見光波段吸收波長的線性調(diào)節(jié)，且吸收率保持在99%以上。未來在集成光電探測器、太陽能電池等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。

　　該項研究工作得到了國家“863”項目、國家重點基金等課題的支持。

納米光學(xué)吸收結(jié)構(gòu)示意圖