一种全紫外-中红外波段的超宽带偏振不敏感吸收器.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CN110873909A(43)申请公布日2020.03.10(21)申请号201911211818.7(22)申请日2019.12.02(71)申请人华东交通大学地址330000江西省南昌市青山湖区昌北经济开发区双港东大道808号(72)发明人朱路刘唤陈娇刘媛媛(74)专利代理机构南昌贤达专利代理事务所(普通合伙)36136代理人范鑫鑫(51)Int.Cl.G02B5/00(2006.01)G02B1/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种全紫外-中红外波段的超宽带偏振不敏感吸收器(57)摘要本发明提供了一种全紫外-中红外波段的超宽带偏振不敏感吸收器，包括基底和设置在所述基底上呈周期性排列的超材料单元结构，所述超材料单元结构包括依次设置的多层介质/金属膜和单层介质膜/金属，还包括设置在所述多层介质/金属膜外层的外层介电圆柱环，所述外层介电圆柱环的高度小于所述多层介质/金属膜的高度。本发明的吸收器频带为200～2000nm，覆盖全紫外、可见光、近红外和中间红外波段，吸收率平均值高达94.3％，吸收率最高可达99.89％，且对偏振光不敏感，成本较低，可用于太阳能收集和紫外防护。CN110873909ACN110873909A权利要求书1/1页1.一种全紫外-中红外波段的超宽带偏振不敏感吸收器，其特征在于，包括基底(1)和设置在所述基底(1)上呈周期性排列的超材料单元结构，所述超材料单元结构包括依次设置的多层介质/金属膜(2)和单层介质膜/金属(3)，还包括设置在所述多层介质/金属膜(2)外层的外层介电圆柱环(4)，所述外层介电圆柱环(4)的高度小于所述多层介质/金属膜(2)的高度。2.如权利要求1所述的一种全紫外-中红外波段的超宽带偏振不敏感吸收器，其特征在于，所述基底(1)的材料为铁、铝或铜。3.如权利要求2所述的一种全紫外-中红外波段的超宽带偏振不敏感吸收器，其特征在于，所述基底(1)的厚度为180～220mm。4.如权利要求1所述的一种全紫外-中红外波段的超宽带偏振不敏感吸收器，其特征在于，所述多层介质/金属膜(2)和单层介质膜/金属(3)为十字型结构。5.如权利要求4所述的一种全紫外-中红外波段的超宽带偏振不敏感吸收器，其特征在于，所述多层介质/金属膜(2)为交替设置的介质条(21)和金属膜(22)，所述介质条(21)的厚度大于所述金属膜(22)的厚度；和/或所述单层介质膜/金属(3)为依次设置的介质膜(31)和金属条(32)，所述金属条(32)的厚度大于所述介质膜(31)的厚度。6.如权利要求5所述的一种全紫外-中红外波段的超宽带偏振不敏感吸收器，其特征在于，所述多层介质/金属膜(2)的臂长为80～120nm，臂宽为55～100nm；所述介质条(21)的厚度为140～150nm，所述金属膜(22)的厚度为10～15nm；和/或所述介质膜(31)的臂长为80～120nm，臂宽为55～100nm，厚度为10～15nm；所述金属条(32)的臂长为26～36nm，臂宽为22～32nm，厚度为40～60nm。7.如权利要求5所述的一种全紫外-中红外波段的超宽带偏振不敏感吸收器，其特征在于，所述介质条(21)的材料为硅、二氧化硅、氮化硅、氧化铝或氟化镁，与所述介质条(21)相邻的两层所述金属膜(22)的材料不同，分别为金或银，以及铁、铝或铜；和/或所述介质膜(31)的材料为硅、二氧化硅、氮化硅、氧化铝或氟化镁，所述金属条(32)的材料为铁、铝或铜。8.如权利要求1所述的一种全紫外-中红外波段的超宽带偏振不敏感吸收器，其特征在于，所述外层介电圆柱环(4)的材料为硅、二氧化硅、氮化硅、氧化铝或氟化镁，内半径为110～170nm，外半径为130～190nm，高度为540～705nm。9.如权利要求1所述的一种全紫外-中红外波段的超宽带偏振不敏感吸收器，其特征在于，所述超材料单元结构的阵列周期为260～380nm。10.如权利要求1至9中任一项所述的一种全紫外-中红外波段的超宽带偏振不敏感吸收器，其特征在于，在太阳能捕获和紫外防护中的应用。2CN110873909A说明书1/5页一种全紫外-中红外波段的超宽带偏振不敏感吸收器技术领域[0001]本发明涉及超材料及电磁功能技术领域，尤其涉及一种全紫外-中红外波段的超宽带偏振不敏感吸收器。背景技术[0002]全球能源危机和大气污染问题日益突出，太阳能作为一种理想的清洁能源受到许多国家的关注。太阳光辐射到地面的能量光谱主要由紫外(9％)、可见光(46％)和红外(45％)三个波段组成。传统的太阳能光伏电池仅能吸收可见光波段的能量并且吸收率不高，使太阳光谱中的能量不被有效吸收。同时，光伏太阳