本發(fā)明涉及光學超材料，特別涉及一種截止吸收器。
背景技術(shù)：
1、超材料作為一種具有獨特電磁特性和可設(shè)計性的人造材料，在吸波器領(lǐng)域展現(xiàn)出革命性潛力。與傳統(tǒng)吸波器依賴體材料損耗或諧振腔結(jié)構(gòu)的方案不同，超表面通過局域諧振單元與入射波的強相互作用實現(xiàn)高效能量吸收，兼具超薄、輕量化、可定制頻響等優(yōu)勢，目前廣泛應用于多領(lǐng)域：如軍事隱身[1]、通信系統(tǒng)[2]、輻射制冷[3]、光電傳感[4]、能源轉(zhuǎn)換[5]等?？紤]到傳統(tǒng)吸波技術(shù)存在諸多局限性，因此，開發(fā)一種兼具超薄厚度、寬頻帶完美吸收[6]、高帶外抑制比[7]以及動態(tài)調(diào)控能力的超表面吸波器，已成為下一代高性能電磁隱身、輻射制冷及光電探測器件的迫切需求。
2、在許多應用中，需要在吸收帶和非吸收帶之間有明顯的吸收截止。截止吸收效率可表示為消光比er?=?10*log?(aa/an)?db，其中aa為吸收帶內(nèi)的最小吸收，an為非吸收帶內(nèi)的最大吸收；消光差ed?=?aa-an；截止斜率cs?=?(aa-an)/(λa-λn)，其中λa為吸收帶內(nèi)的最大波長/最小波長。理想情況下，er、ed和cs應盡可能大，但完美的截止效率可以使吸收器在部分領(lǐng)域中有更好的應用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供了一種基于嵌套型柱錐結(jié)構(gòu)的超表面截止吸收器，實現(xiàn)在紫外到550納米的波長范圍內(nèi)實現(xiàn)高效吸收，同時在550納米以上波長范圍內(nèi)保持極低的吸收率，以確保能量的精準選擇性吸收。
2、本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種基于嵌套型柱錐結(jié)構(gòu)的超表面截止吸收器，包括生長在二氧化硅襯底上的四棱柱錐結(jié)構(gòu)陣列；
3、四棱柱錐結(jié)構(gòu)由生長于二氧化硅襯底上的四棱柱結(jié)構(gòu)和生長于四棱柱結(jié)構(gòu)頂部的四棱錐結(jié)構(gòu)組成，形成裝配體，多個裝配體組合形成交叉陣列；
4、四棱柱結(jié)構(gòu)由四層柱體同軸嵌套而成，內(nèi)層為二氧化硅四棱柱，二氧化硅四棱柱的外周套設(shè)有二氧化三鋁四棱柱，二氧化三鋁四棱柱的外周套設(shè)有硫化鋅四棱柱，硫化鋅四棱柱的外周套設(shè)有金四棱柱；
5、四棱錐結(jié)構(gòu)由兩層椎體同軸嵌套而成，內(nèi)層選用材料銀，外層選用材料金。
6、進一步的，相鄰的四棱柱錐結(jié)構(gòu)貼合在一起。
7、進一步的，四棱柱結(jié)構(gòu)中的二氧化硅四棱柱邊長為a1，高度為h1；二氧化三鋁四棱柱邊長為a2，高度為h2；硫化鋅四棱柱邊長也為a3，高度為h3；金四棱柱邊長為a4，與陣列周期p保持一致，高度為h4；其中，a1=110-190nm、a2=190-270nm、a3=210-290nm、a4=p=230-310nm、h1=320-400nm、h2=500-580nm、h3=680-760nm、h4=860-940nm。
8、進一步的，四棱錐結(jié)構(gòu)中的銀四棱錐的內(nèi)層底邊長為a5，高度為h5；金四棱錐的底邊長為a4，與陣列周期p保持一致，高度為h6，其中，a5=200-240nm、h5=260-340nm、a4=p=230-310nm、h6=280-360nm。
9、進一步的，參數(shù)a1=150nm、a2=230nm、a3=250nm、a4=p=270nm、a5=250nm、h1=360nm、h2=540nm、h3=720nm、h4=900nm、h5=300nm、h6=320nm。
10、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明使得波長從紫外到中紅外（200nm-4000nm）段，在吸收帶200到550nm的波段內(nèi)實現(xiàn)了0?.988的平均吸收，并且吸收率從550nm波長處的0?.983急劇下降到700nm波長處的0.114nm，在非吸收帶700nm-?4000nm波段內(nèi)平均吸收僅為0.019；其中消光比er為9.30?db，消光差ed為0.856，截止斜率cs為0.006nm-1。
11、本發(fā)明有效的避免物體在可見光波段吸收能量后的無用再輻射，光通信與傳感器用吸收器需要在紫外到550納米的波長范圍內(nèi)實現(xiàn)高效吸收，同時在550納米以上波長范圍內(nèi)保持極低的吸收率，以確保能量的精準選擇性吸收。本發(fā)明在550納米以下波長范圍內(nèi)展現(xiàn)出高吸收率，而在550納米以上則幾乎不吸收光能，這種獨特的性能使其成為光通信與傳感器領(lǐng)域中一種極具創(chuàng)新性的設(shè)計方法，并為相關(guān)技術(shù)的發(fā)展提供了關(guān)鍵支持，具有重要的應用前景；本發(fā)明可應用于光通信與傳感器領(lǐng)域。
1.一種基于嵌套型柱錐結(jié)構(gòu)的超表面截止吸收器，其特征在于，包括生長在二氧化硅襯底上的四棱柱錐結(jié)構(gòu)陣列；
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種基于嵌套型柱錐結(jié)構(gòu)的超表面截止吸收器，其特征在于，相鄰的四棱柱錐結(jié)構(gòu)貼合在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的一種基于嵌套型柱錐結(jié)構(gòu)的超表面截止吸收器，其特征在于，所述四棱柱結(jié)構(gòu)中的二氧化硅四棱柱邊長為a1，高度為h1；二氧化三鋁四棱柱邊長為a2，高度為h2；硫化鋅四棱柱邊長也為a3，高度為h3；金四棱柱邊長為a4，與陣列周期p保持一致，高度為h4；其中，a1=110-190nm、a2=190-270nm、a3=210-290nm、a4=p=230-310nm、h1=320-400nm、h2=500-580nm、h3=680-760nm、h4=860-940nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的一種基于嵌套型柱錐結(jié)構(gòu)的超表面截止吸收器，其特征在于，所述四棱錐結(jié)構(gòu)中的銀四棱錐的內(nèi)層底邊長為a5，高度為h5；金四棱錐的底邊長為a4，與陣列周期p保持一致，高度為h6，其中，a5=200-240nm、h5=260-340nm、a4=p=230-310nm、h6=280-360nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的一種基于嵌套型柱錐結(jié)構(gòu)的超表面截止吸收器，其特征在于，參數(shù)a1=150nm、a2=230nm、a3=250nm、a4=p=270nm、a5=250nm、h1=360nm、h2=540nm、h3=720nm、h4=900nm、h5=300nm、h6=320nm。