对称破缺及Fano共振调控的超构材料完美吸收器

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超构材料(metamaterials:MMs)在最近十几年的发展中,最显著的成就之一就是超构材料完美吸收器。这种人造小尺寸、超薄的单元对电磁波完美吸收的特性,让很多研究者着迷,吸波机制理论的成熟,为设计更多在高频段的完美吸收器提供了理论依据。  1)本文中我们设计和制作了三层结构的完美吸收器,单胞结构上层为金制的三个开口共振子,中间为SiO2膜,底层为金膜。我们通过实验研究了此结构的吸波情况和在理论上分析了它的吸收机制。我们改变表面结构参数,得到了一个加强的吸收模式,通过模拟分析,这个模式是由于两个模式之间的耦合导致,即Fano共振。对称破缺引起的Fano共振可以导致场增强也早已得到证明。所以说,两种模式的耦合是调节吸收振幅和相位的一个新自由度。这种耦合也可以用耦合模理论给出详细的解释。  2)MMs的表面结构对称破缺可能会引起新的共振模式,也就是说吸收带可能会增加、可调节。我们基于一个经典的谐振环完美吸收器,优化结构,改变表层金属结构的对称性,采用数值模拟的方式,模拟吸收谱,在原有吸收峰不变的情况下,发现了新的吸收峰。这对设计新的吸收器有指导意义。
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