一种基于超表面的宽频红外波吸收器件.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113031133A(43)申请公布日2021.06.25(21)申请号202110239820.6(22)申请日2021.03.04(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人马栎敏徐晗(74)专利代理机构南京业腾知识产权代理事务所(特殊普通合伙)32321代理人李静(51)Int.Cl.G02B5/00(2006.01)G02B1/00(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图2页(54)发明名称一种基于超表面的宽频红外波吸收器件(57)摘要本发明涉及一种基于超表面的宽频红外波吸收器件，吸波单元由表层微结构单元层、中间介质层和底部导电反射层构成，微结构单元层包含一个正方形中心，其与吸波单元形心重合，四条边分别与吸波单元四条边平行，四个顶点各自与一个相同正方形的一个顶点重合，这5个正方形一起构成一个小单元；以一个小单元为中心，小单元四个顶点各自与一个小单元的顶点重合，这5个小单元一起构成一个中单元；以一个中单元为中心，中单元四个顶点各自与一个中单元的顶点重合，这5个中单元一起构成一个大单元；以一个大单元为中心，大单元四个顶点各自与一个大单元的顶点重合，构成微结构单元层。该吸波器结构简单，在8.82‑9.11μm中红外波段吸收率高。CN113031133ACN113031133A权利要求书1/1页1.一种基于超表面的宽频红外波吸收器件，包括若干个顺次排列的吸波单元，每个吸波单元由表层微结构单元层、中间介质层和底部导电反射层构成，其特征在于，所述表层微结构单元层包含一个正方形中心，该正方形中心与吸波单元形心重合，正方形的四条边分别与吸波单元的四条边平行，正方形的四个顶点各自与一个相同大小的正方形的一个顶点重合，这5个大小相同的正方形一起构成一个小单元；以一个小单元为中心，小单元的四个顶点各自与一个小单元的顶点重合，这5个小单元一起构成一个中单元；以一个中单元为中心，中单元的四个顶点各自与一个中单元的顶点重合，这5个中单元一起构成一个大单元；以一个大单元为中心，大单元的四个顶点各自与一个大单元的顶点重合，这5个大单元一起构成表层微结构单元层。2.如权利要求1所述基于超表面的宽频红外波吸收器件，其特征在于，所述表层微结构单元层和底部导电反射层的材料选自金属、石墨烯或ITO中的任意一种。3.如权利要求1所述基于超表面的宽频红外波吸收器件，其特征在于，所述中间介质层为介电常数为2.88、损耗角正切0.0032的聚酰亚胺薄膜。4.如权利要求1所述基于超表面的宽频红外波吸收器件，其特征在于，所述中间介质层厚度为3.000μm。5.如权利要求1或2或3或4所述基于超表面的宽频红外波吸收器件，其特征在于，所述表层微结构单元层和底部导电反射层的厚度均为0.100μm。2CN113031133A说明书1/2页一种基于超表面的宽频红外波吸收器件技术领域[0001]本发明属于红外超材料技术领域，具体涉及一种基于超表面的宽频红外波吸收器件。背景技术[0002]超材料指的是一类具有人工设计结构的复合材料，之所以称之为超材料，是因为具有天然材料不具备的某些超常的电磁特性。电磁超材料凭借特定的人工结构能够对电磁波的相位、振幅以及偏振态进行调控，从而实现各种超常的物理现象，可以实现例如负折射率、电磁隐身、完美透镜完美吸收等特殊功能。超材料吸波器则是一种通过特定的人工设计结构，可以将入射到其表面的电磁波能量转化为其他能量损耗掉的器件。[0003]中红外辐射通常定义为波长在2.5‑25μm范围内的电磁波，其不仅可用于分子含量的检测和分子类型的鉴定，还可以实现分子的成像，从而在军事、环境监测、医学治疗、红外热成像以及基础研究等领域具有广泛的应用。传统红外吸收材料包括黑化层、金属薄膜吸收层和共振吸收器等。与超材料吸收器相比，传统红外吸收材料存在诸多不足，如黑化层虽然具有良好的吸收性能，但其具有质量大，光学不透明，雷达隐身不兼容等不足。红外隐身超材料的研究主要建立在吸波超材料的基础上，通过人工设计结构可克服传统红外吸波材料的不足，所以对中红外波段的超材料吸收器的研究具有重要意义。发明内容[0004]本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种基于超表面的宽频红外波吸收器件，其结构简单、厚度薄，质量轻，具有高吸收率并且极化不敏感，在8.82‑9.11μm中红外波段吸收率达到90％以上。[0005]技术方案[0006]一种基于超表面的宽频红外波吸收器件，包括若干个顺次排列的吸波单元，每个吸波单元由表层微结构单元层、中间介质层和底部导电反射层构成；[0007]所述表层微结构单元层包含一个正方形中心，该正方形中心与吸波单元形心重合，正方形的四条边分别与吸