【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光学吸收领域，特别是涉及一种红外超薄宽带吸收器。
技术介绍
1、随着科学技术的发展，电磁吸收器在光电探测器、热发射器、紫外防护以及军事隐身等众多领域得到了广泛应用。其中，光学吸收器在整个电磁波谱上有广泛的应用，包括光伏和光化学电池、光电探测器、光学过滤器、隐形技术和热光源等，很多吸收器的设计都是基于共振增强，如等使用等离子体、超材料和超表面的概念等来减少光学吸收器的尺寸。其中红外吸收器结构通常用于热红外探测器中，特别是在红外大气窗口，例如，在长波红外波段从8微米至12微米，或最高至13微米，在中红外波段从3微米至5微米。扩大吸收器带宽以覆盖长波红外波段或中波红外波段对热红外探测很重要。
2、目前现有的红外吸收器多使用多层膜结构或使用基于超材料的谐振机制提供了额外的设计灵活性，比如垂直型渐变结构，或者多尺寸图形不同共振波长结构的组合，这些红外吸收器设计厚度较厚，图形复杂，并且很多设计加工制备复杂。
3、鉴于以上，有必要提供一种红外超薄宽带吸收器及其制备方法，用于解决现有技术中红外吸收器设计厚度较厚，图形复杂，吸收范围小，并且加工制备复杂的问题。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种红外超薄宽带吸收器及其制备方法，用于解决现有技术中红外吸收器设计厚度较厚，图形复杂，吸收范围小，并且加工制备复杂的问题。
2、为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种红外超薄宽带吸收器，所述红外超薄宽带吸收器包括
3、金属层；
4、位于所述金属层表面上的介质阵列层，所述介质阵列层包括位于所述金属层表面上的介质层及位于所述介质层表面上的阵列层；
5、所述阵列层由若干个中心对称的规则模块周期性阵列排布构成，所述规则模块为中空的环形结构，所述规则模块横截面外环和内环的形状相同；
6、所述介质层及所述阵列层的材料相同，所述介质阵列层的材料的折射率≥4；
7、所述阵列层形成光子晶体模式，所述介质层及所述金属层形成法布里-珀罗共振模式，所述光子晶体模式与所述法布里-珀罗共振模式互相耦合。
8、可选地，所述介质阵列层的厚度范围为380nm～520nm，所述阵列层的阵列周期范围为6.0μm～8.0μm，所述规则模块横截面外环外接圆的半径范围为2.5μm～3.5μm，所述规则模块横截面内环外接圆的半径范围为1.0μm～2.0μm，以实现对长波红外的吸收。
9、可选地，所述介质阵列层的厚度范围为170nm～230nm，所述阵列层的阵列周期范围为2.0μm～3.0μm，所述规则模块横截面外环外接圆的半径范围为0.8μm～1.2μm，所述规则模块横截面内环外接圆的半径范围为0.2μm～0.4μm，以实现对中波红外的吸收。
10、可选地，所述阵列层的规则模块横截面外环和内环的形状为圆形、方形及正六边形中的一种或两种以上的组合。
11、可选地，所述阵列层的规则模块横截面外环和内环的形状为圆形。
12、可选地，所述介质阵列层的材料为碲。
13、可选地，所述金属层的材料为镍、铬、铂及钛中的一种。
14、可选地，所述金属层的厚度范围为85nm～115nm。
15、本专利技术还提供一种红外超薄宽带吸收器的制备方法，用于制备上述任意一项所述的红外超薄宽带吸收器，所述制备方法包括：
16、s1：提供一衬底；
17、s2：于所述衬底表面形成金属层；
18、s3：于所述金属层表面形成介质层；
19、s4：于所述介质层表面形成阵列层；
20、s5：去除所述衬底，获得红外超薄宽带吸收器。
21、可选地，步骤s3形成的所述介质层及步骤s4形成的所述阵列层所用的材料相同，所述介质层及所述阵列层共同组成介质阵列层。
22、如上所述，本专利技术的红外超薄宽带吸收器及其制备方法，具有以下有益效果：本专利技术通过光子晶体模式与法布里-珀罗共振模式互相耦合，将法布里-珀罗共振模式的窄带吸收，扩宽成高吸收的宽带吸收；本专利技术通过调控介质阵列层的厚度及阵列层上规则模块的尺寸大小和阵列周期来调控不同吸收波长的带宽；此外，与传统吸收器结构相比，本专利技术具有超薄的器件结构，在亚波长厚度就可以达到红外高吸收，且材料成本低廉，制备工艺简单，也可实现大面积制备，易于本专利技术的推广。
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1.一种红外超薄宽带吸收器，其特征在于，所述红外超薄宽带吸收器包括：
2.根据权利要求1所述的红外超薄宽带吸收器，其特征在于：所述介质阵列层的厚度范围为380nm～520nm，所述阵列层的阵列周期范围为6.0μm～8.0μm，所述规则模块横截面外环外接圆的半径范围为2.5μm～3.5μm，所述规则模块横截面内环外接圆的半径范围为1.0μm～2.0μm，以实现对长波红外的吸收。
3.根据权利要求1所述的红外超薄宽带吸收器，其特征在于：所述介质阵列层的厚度范围为170nm～230nm，所述阵列层的阵列周期范围为2.0μm～3.0μm，所述规则模块横截面外环外接圆的半径范围为0.8μm～1.2μm，所述规则模块横截面内环外接圆的半径范围为0.2μm～0.4μm，以实现对中波红外的吸收。
4.根据权利要求2或3所述的红外超薄宽带吸收器，其特征在于：所述阵列层的规则模块横截面外环和内环的形状为圆形、方形及正六边形中的一种或两种以上的组合。
5.根据权利要求4所述的红外超薄宽带吸收器，其特征在于：所述阵列层的规则模块横截面外环和内环的形状为圆形
6.根据权利要求5所述的红外超薄宽带吸收器，其特征在于：所述介质阵列层的材料为碲。
7.根据权利要求1所述的红外超薄宽带吸收器，其特征在于：所述金属层的材料为镍、铬、铂及钛中的一种。
8.根据权利要求1所述的红外超薄宽带吸收器，其特征在于：所述金属层的厚度范围为85nm～115nm。
9.一种红外超薄宽带吸收器的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
10.根据权利要求9所述的红外超薄宽带吸收器的制备方法，其特征在于：步骤S3形成的所述介质层及步骤S4形成的所述阵列层所用的材料相同，所述介质层及所述阵列层共同组成介质阵列层。
...【技术特征摘要】
1.一种红外超薄宽带吸收器，其特征在于，所述红外超薄宽带吸收器包括：
2.根据权利要求1所述的红外超薄宽带吸收器，其特征在于：所述介质阵列层的厚度范围为380nm～520nm，所述阵列层的阵列周期范围为6.0μm～8.0μm，所述规则模块横截面外环外接圆的半径范围为2.5μm～3.5μm，所述规则模块横截面内环外接圆的半径范围为1.0μm～2.0μm，以实现对长波红外的吸收。
3.根据权利要求1所述的红外超薄宽带吸收器，其特征在于：所述介质阵列层的厚度范围为170nm～230nm，所述阵列层的阵列周期范围为2.0μm～3.0μm，所述规则模块横截面外环外接圆的半径范围为0.8μm～1.2μm，所述规则模块横截面内环外接圆的半径范围为0.2μm～0.4μm，以实现对中波红外的吸收。
4.根据权利要求2或3所述的红外超薄宽带吸收器，其特征在于：所述阵列层...
【专利技术属性】
技术研发人员：武爱民，黄祎，李寒月，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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