長(zhǎng)春光機(jī)所在納米光學(xué)吸收結(jié)構(gòu)研究中取得進(jìn)展

　　近日，中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所應(yīng)用光學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的吳一輝課題組為了解決納米吸收結(jié)構(gòu)對(duì)于入射角度的影響，提出了一種新型的全向偏振無(wú)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(cè)器和光伏電池等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用引起強(qiáng)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(shí)現(xiàn)完美阻抗匹配對(duì)于目前的納米加工技術(shù)提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。為了克服吸收結(jié)構(gòu)對(duì)于結(jié)構(gòu)參數(shù)敏感的缺點(diǎn)，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(duì)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(wú)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(zhǎng)金屬光柵內(nèi)填充高折射率的介質(zhì)來(lái)提高有效折射率。通過(guò)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(duì)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(guò)調(diào)節(jié)金屬光柵的高度吸收峰可實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光波段吸收波長(zhǎng)的線性調(diào)節(jié)，且吸收率保持在99%以上。未來(lái)在集成光電探測(cè)器、太陽(yáng)能電池等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。

　　該項(xiàng)研究工作得到了國(guó)家“863”項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)基金等課題的支持。

納米光學(xué)吸收結(jié)構(gòu)示意圖