Thermally Induced Nonlinear Optical Absorption in Metamaterial Perfect Absorbers
采用激光干涉光刻和剥离工艺制备了一种由Al/ZnS/Al三层金属-介质-金属系统和顶部的铝纳米片组成的超材料理想吸收体。超材料吸收体在1090 nm处具有峰值共振吸收，并且对1064 nm波长处的600 ps激光脉冲表现出非线性吸收。反射率的非线性饱和被测量为依赖于入射的平均激光功率而不是峰值激光强度。的非线性行为所示，由于铝的介电性能的吸收辐射和光热变化的加热。超材料吸收体被认为在25 MW/cm 2的大激光强度下具有抗损伤性。
2015-01-02 physics.optics
Sensing with THz metamaterial absorbers
从微波到电磁波谱的光学部分的超材料完美吸收器由于其吸收电磁辐射的能力而被深入研究。超材料对光的完美吸收为面向应用的功能（如高效传感器和发射器）开辟了新的机会。我们提出了一种基于吸收体的太赫兹频率传感方案，并讨论了优化设计，以实现高频率和幅度的灵敏度。作为传感器的理想超材料吸收体的主要优点是吸收体共振频率的灵敏偏移以及共振振幅的急剧变化，这是由于分析物与处于共振理想吸收频率的电场和磁场的强相互作用。我们比较了完美的超材料吸收体的传感性能与其互补的结构设计和平面超表面具有相同的结构。对于这里的吸收体传感器获得的最佳FoM值是2.67，我们发现其显著高于相同的平面超材料谐振器设计。我们进一步表明，传感器的灵敏度取决于分析物的厚度与获得的最佳灵敏度值接近λ/4 n的厚度，λ是自由空间共振波长和n是分析物的折射率。由于几种材料在太赫兹频率下具有独特的光谱特征，因此超材料吸收体作为太赫兹光谱域中的传感器的应用将具有巨大的意义。
2014-08-16 physics.optics
Multi-spectral near perfect metamaterial absorbers using spatially multiplexed plasmon resonance metal square structures
利用多路复用金属正方形等离子体共振结构，在多光谱波长下实现了近完美的红外线吸收。在两个单独的波长下，在双波段超材料吸收器中观察到超过95%的光功率吸收，并且在三个单独的波长下，在三波段超材料吸收器中观察到超过92.5%的光功率吸收。峰值吸收波长主要由多路复用结构中的金属正方形的尺寸确定。在峰值吸收波长处计算了介质间隔层中间的电场分布。结果表明，强的光吸收对应于超材料结构中的局部四极等离子体共振模式。
2013-01-30 physics.optics
Plasmonic and Metamaterial Structures as Electromagnetic Absorbers
电磁吸振器在许多领域受到越来越多的关注。一系列的等离子体和超材料结构可以作为有效的窄带吸收器，由于激发等离子体或光子共振，提供了一个巨大的潜力，在设计选择性的热发射器，生物传感等应用在其他应用，如太阳能收获和光子检测，光吸收器的带宽要求是相当宽的。在这样的背景下，人们提出了多种宽带/多带吸收机制，如多共振混合、激发相位共振、利用各向异性材料减慢光的传播速度、采用高损耗材料等。
2014-04-23 physics.optics
A reinterpretation of the metamaterial perfect absorber
基于光栅理论，提出了一种简单的超材料理想吸收体（MPA）的处理方法。我们分析证明，MPA的条件需要存在两个电流，这是几乎不同的相位，几乎相同的振幅，类似于磁偶极子。此外，我们表明，非零阶布拉格模式内的MPA可能会消耗电磁能量显着。
2013-01-28 physics.optics
Wide-angle infrared absorber based on negative index plasmonic metamaterial
描述了一种基于超材料的红外辐射广角吸收器的制造方法。该技术基于各向异性的完美阻抗匹配负折射率材料（PIMNIM）。分析表明，在所有三个维度PIMNIM的子波长使吸收接近100%的入射角高达$45°$的法线。提出了基于等离子体超材料的这种频率可调谐PIMNIM的具体实现。介绍了在红外成像和相干热源中的应用。
2009-01-13 physics.optics
Switchable metamaterial reflector/absorber for different polarized electromagnetic waves
我们展示了一个可控的电磁波反射器/吸收器的不同极化与超材料涉及电磁谐振结构耦合二极管。通过在不同的电压下偏置来接通和关断二极管，我们能够在特定偏振入射波的几乎全反射和全吸收之间切换结构。通过布置正交取向的谐振单元，超材料可以通过选择性地偏置对应的二极管来对不同的极化波做出反应。数值模拟和微波测量都验证了该方法的有效性。
2010-10-21 physics.optics
Coherent perfect absorber and laser in purely imaginary conjugate metamaterials
共轭超材料是指介电常数和磁导率互为复共轭的材料，它同时具有损耗和增益的特性。通过采用共轭超材料与一个纯粹的想象的形式，我们提出了一种机制，实现相干完美吸收体（CPA）和激光模式，这已被广泛研究的宇称时间对称系统。此外，获得CPA和激光模式，包括同时获得它们的一般条件，通过分析纯虚共轭超材料制成的平板的波散射特性被揭示。具体地说，在具有次单位有效折射率的纯虚共轭超材料平板中，可以实现对来自空气的入射波的完美吸收。
2017-08-07 physics.optics
A metamaterial frequency-selective super-absorber that has absorbing cross section significantly bigger than the geometric cross section
利用变换光学的思想，我们提出了一种超材料装置，作为一个频率选择性的超吸收器，它包括一个吸收芯材料与各向同性双负超材料的外壳涂层。对于固定的体积，超吸收体的吸收截面可以在一个频率处任意大。双负壳层对高阶柱面波的倏逝波尾部起到放大作用，引起强烈的散射和吸收。我们的结论得到了解析Mie理论和数值有限元模拟的支持。这种设备的有趣的应用进行了讨论。
2008-11-05 physics.optics
Metamaterial Perfect Absorber Analyzed by a Meta-cavity Model Consisting of Multilayer Metasurfaces
我们证明了超材料理想吸收体的行为是一个元腔之间的谐振超表面和金属薄膜反射器的限制。理想的吸收是通过法布里-珀罗腔谐振通过谐振腔的“准开放”边界和反射器的“封闭”边界之间的多次反射来实现的。该模型能很好地解释薄膜的角度无关性、超薄厚度和强场局域化等特性。利用该模型，超材料理想吸收体可以被重新定义为具有高Q值、强场增强和极高光子态密度的超材料腔，从而有望在高性能传感器、红外光电探测器和腔量子电动力学器件等方面获得新的应用。
2017-05-07 physics.optics
Quasi-analytical solutions of wide-angle and broadband insulator-metal grating-metal metamaterial absorber in visible to near-infrared bands
超材料吸收器将太阳辐射转换成热，用于热电发电机和太阳能热光电转换。超材料吸收器通常由绝缘体层分隔的金属部件组成，绝缘体层不允许通过直接热传导进行总热提取。在这里，我们提出了广角和宽带超材料吸收器，包括绝缘体层，金属光栅和金属背板（IMM），允许通过直接热传导的总热提取。我们已经制定了准解析解（QANS）的IMM吸收应用耦合模分析与新技术考虑有限的金属介电常数。QANS与时域有限差分（FDTD）模拟一致。我们发现，由钨和银金属制成的IMM吸收剂在400- 1，200 nm波长范围内的平均吸光度分别最好和最差。最佳的IMM吸收剂显示最佳的平均吸光度为96.2%。这种宽带吸收是由对入射角不敏感的绝缘体-金属波导谐振和狭缝波导谐振激发的。在0-66 °入射角范围内，平均吸光度大于90.0%。通过使用具有工程超晶格的金属棒阵列，可以增强IMM吸收器的性能。
2017-07-20 physics.optics
A perfect absorber made of a graphene micro-ribbon metamaterial
基于超材料的完美吸收体有许多应用前景。完全吸收的特征在于透射和反射的完全抑制以及吸收性元原子对入射能量的完全耗散。特定的吸收光谱通常被分配给体相介质，并用作相应材料的特征。在这里，我们展示了如何使用石墨烯薄片作为完美吸收体的构建块。然后，吸收元原子仅由放置在离金属接地板适当距离处的分子单层组成。我们表明，这种设备的功能是直观和正确的解释的法布里-珀罗模型。
2012-11-13 physics.optics
Multilayer metamaterial absorbers inspired by perfectly matched layers
我们推导出具有类似于完全匹配层（PML）的有效单轴特性的周期性多层吸收体。这种PML的近似表示是基于有效介质理论，我们称之为有效介质PML（EM-PML）。我们比较的空间反射光谱的分层吸收的PML材料，并表明，在忽略增益和磁性能，吸收器仍然功能。这开辟了一条路线，以创建电磁吸收器的真实，而不仅仅是数值应用，作为一个例子，我们介绍了一个分层的吸收器的波长$8$ ~ $μ$ m的SiO $_2$和NaCl。我们还表明，类似的圆柱形的核壳纳米结构来自平面多层也表现出非常好的吸收和反射性能，尽管不同的几何形状。
2014-06-07 physics.optics
Impact of resonator geometry and its coupling with ground plane on ultrathin metamaterial perfect absorbers
我们研究了谐振腔的几何形状及其与地平面的耦合对超材料理想吸收体性能的影响。以交叉谐振器为例，我们发现通过改变谐振器的几何尺寸可以进一步减小吸收体的厚度。数值模拟和理论计算表明，多次反射的相消干涉是近单位吸收的主要原因。谐振器阵列和接地平面之间的近场耦合可能是显著的。当考虑这种耦合时，使用干涉模型计算的理论结果与实验和数值模拟非常一致。
2012-07-02 physics.optics
A simple metamaterial absorber associated with Fano-like resonance
提出了一种简单的超材料吸收体，其适于在与Fano类谐振相关联的大面积上制造。所提出的设计的超材料吸收体由硅衬底上的光致抗蚀剂盘阵列组成，然后在结构的顶部沉积三层Au、ZnS和Au。由于三层，在衬底和光致抗蚀剂盘顶部上的金层之间形成空腔，并且在衬底上的金层和ZnS层本身之间的ZnS层中形成波导。由于腔模和导模共振的干涉以及伍兹反常，产生了类法诺共振。腔模共振作为连续模工作，而导模共振和Woods异常作为离散模工作。共振的光谱位置可以通过仅控制三层的厚度来调谐，而不是如常规超材料吸收器中通常所做的那样对微米和纳米结构的结构尺寸和形状进行修改。这种设计可以容易地按比例缩放以用于大面积上的制造，因为它将结构化和沉积工艺分开并使它们顺序进行，从而避免了常规超材料处理通常需要的昂贵且复杂的剥离或蚀刻工艺。
2019-04-06 physics.optics
Polarization modulation by tunable electromagnetic metamaterial reflector/absorber
提出了一种利用可调谐超材料反射/吸收器反射电磁波的偏振调制方案。通过构造由二极管耦合的谐振单元的超材料，我们证明了正交偏振入射波的电磁反射可以通过调节相应二极管上的偏置电压来独立地调谐。由于这一特性，反射的电磁波可以被电控制成在谐振频率处具有从0 °到90 °的连续可调方位角的线偏振，或者在离开谐振频率时具有可调主轴方位角的椭圆偏振。通过数值模拟和微波波段的实验测量，验证了所提出的性质，这使我们能够灵活地电调制电磁波的偏振态。
2010-10-21 physics.optics
High-performance THz metamaterial absorber
我们展示了一种超宽带、偏振不敏感和宽角度的超材料吸收器，用于太赫兹（THz）频率，使用由金属-介质多层复合材料制成的截棱锥单元结构阵列。在我们的设计中，每个子层作为一个有效的波导行为是逐渐修改其横向宽度，以实现宽带响应，通过有效地拼接在一起的不同波导模式的谐振带。实验上，总厚度为21 μ m的五层样品在0.7 ~ 2.3THz范围内，最大测量角为40°时，吸收率可达80%以上。我们的器件的半峰全吸收宽度（FWHM）约为127%，大于先前报道的THz频率。我们的吸收体设计具有很高的实际可行性，可以很容易地与半导体技术集成，使高效率的THz导向器件。
2014-05-30 physics.optics
Large-area, wide-angle, spectrally selective plasmonic absorber
一个简单的超材料为基础的广角等离子体吸收体的介绍，制造，并使用角度分辨红外光谱实验表征。超材料是通过纳米压印光刻法制备的，这是一种用于制造大面积样品的有吸引力的低成本技术。超材料阻抗与真空阻抗的匹配是观测到的红外线光谱选择性“完美”吸收的原因。在单共振近似下理论计算了阻抗，并将负责任的共振确定为短程表面等离子体。实验表明，吸收峰的光谱位置（高达95%）由超材料的尺寸控制。从理论上解释了“完美”吸收的持久性与可变的超材料参数。吸收体的广角性质可用于表现出光谱选择性吸收/发射率的亚衍射尺度红外像素。
2011-04-15 physics.optics
A Perfect Terahertz Metamaterial Absorber
设计了一种在太赫兹波段具有近单位吸收率的吸收材料。吸收体的单元结构由两个分别耦合到电场和磁场的超材料谐振器组成。该结构允许我们通过改变介电材料和厚度以及有效介电常数和磁导率来最大化吸收。
2015-08-05 physics.ins-det physics.optics
Progress in Water-Based Metamaterial Absorber: A Review
微波超宽带超材料吸波材料因其良好的应用前景而受到越来越多的关注。虽然迄今为止开发的大多数微波超宽带超材料吸收器基于金属谐振结构，但色散介电水基超材料为构造偏振和角度不敏感的超宽带吸收开辟了一条更简单和更通用的路线。本文综述了近年来水基超材料吸收体的研究进展，阐述了其实现超宽带、可调谐和多功能吸收的机理。最后，展望了其未来的发展方向和潜在的应用前景.
2021-12-25 physics.app-ph physics.optics
A detailed study on novel metamaterial absorber at WR3 band
30至300 GHz的频带，被称为毫米波段，与6 GHz以下的频带相比，提供100倍的带宽。在这项研究中，我们提出了一种新的设计，它作为一个近单位吸收器在258 GHz或0.258太赫兹的Y偏振和292 GHz或0.292太赫兹的X偏振。该研究还包括在X和Y偏振的谐振频率，这使我们能够使用相同的设计与修改后的参数，以获得在205至345 GHz的频率接近单位吸收率的参数变化的影响。此外，我们还讨论了更高的频率模式，特别是出现在Y偏振和改变设计的内部平方尺寸。
2022-03-29 physics.optics
Interference theory of metamaterial perfect absorbers
超材料理想吸波体的阻抗匹配依赖于磁共振响应，其直接证据是金属结构中表面电流的反平行方向。在这里，我们提出了一个不同的理论解释的基础上的干扰，这表明，在超材料吸收器中的两层金属结构只通过多次反射与可忽略的近场相互作用或磁共振。这进一步得到了通过多次反射和叠加在谐振器阵列和接地平面的界面处导出的异相表面电流的支持。这里开发的理论解释了在窄带超材料吸收器中观察到的所有特征，因此提供了对底层物理的深刻理解。
2011-12-21 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Resonant metamaterial absorbers for infrared spectral filtering: quasimodal analysis, design, fabrication and characterization
本文对金属-绝缘体-金属（MIM）基超材料在远红外波段的模态进行了分析。这些结构可以用作共振反射带切光谱滤波器，其独立于偏振和入射方向，因为准模式（与复频率相关联的模式）的激发导致准全吸收。我们制作了大面积的样品上的Si/Cr层沉积在硅衬底上的铬纳米棒光栅和测量傅里叶变换分光光度法显示出良好的协议与有限元模拟。准模态展开方法的开发，以获得降阶模型，适合非常好的全波模拟，并突出了激发条件的模式。
2014-02-03 physics.optics
A lossless metamaterial with tunable permittivity and its application as a compact phase shifter
在这封信中，我们提出了一种新型的无损超材料，其有效介电常数是可调的从负值到正值。用解析和数值方法研究了它的光学响应。我们进一步证明，这种可调超材料可以显着调制入射脉冲的相位，反射损耗可以忽略不计，作为一个有效的移相器。
2010-05-06 physics.optics
Design of Metamaterial Surfaces with Broad-band Absorbance
介绍了一种制作宽带超薄等离子体激元吸收体的简单设计范例。吸收体的晶胞由各种尺寸的子单元组成，导致在多个相邻频率下接近100%的吸收率和在宽频率范围内的高吸收率。本文提出了一种设计宽带吸波材料的简单理论模型。它使用单共振模型来描述每个子单元的光学响应，并采用串联电路模型来预测整体响应。电路模型的有效性依赖于表面等离子体激元的短传播长度。
2011-09-26 physics.optics
Characterization of Surface Electromagnetic Waves and Scattering on Infrared Metamaterial Absorbers
我们首次报告了红外超材料吸收体（MMA）表面所有可能的光物质相互作用的完整实验和计算研究。两个渠道的能量耗散-漫散射和产生的表面电磁波-量化的镜面吸收的影响。漫散射被发现在吸收过程中发挥可忽略不计的滚动，至少对于波长大于周期性的单元电池。相反，发现在MMA的工作波长（即λ_0）和更短的波长下，对于横向磁（TM）偏振光产生表面电磁波。计算结果表明，在TM偏振态下，高损耗的表面电磁波在λ_0处产生，这是TM偏振态吸收具有良好的角度依赖性的原因。实验结果支持全波三维电磁和本征模模拟。
2012-12-12 physics.optics
Application of metasurface description for multilayered metamaterials and an alternative theory for metamaterial perfect absorber
我们分析了单一和多层的超材料建模每一层作为一个元表面与有效的表面电和磁化率通过薄膜近似。采用传输矩阵方法，这些超表面可以组装成多层超材料，以实现某些功能。我们数值证明，这种方法提供了一种替代的解释超材料为基础的完美吸收，显示的基本机制是一个修改后的法布里-珀罗共振。该方法提供了一种适用于解耦或弱耦合多层超材料的通用方法。
2011-11-01 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Terahertz Saturable Absorption in Superconducting Metamaterials
提出了一种超材料可饱和吸收体。该吸收体由100 nm YBaCu 3 O 7（YBCO）薄膜刻蚀而成的开口环谐振器（SRR）阵列组成。聚酰亚胺间隔层和金接地层沉积在SRR上方，形成反射完美的吸收体。温度或入射电场（E）的增加降低了超导冷凝密度和相应的SRR的动力学电感。这改变了超材料中的阻抗匹配，降低了峰值吸收。在低电场条件下，在T= 10 K时吸收率接近80%，在T= 70 K时吸收率下降到20%。对于E= 40 kV/cm和T= 10 K，峰值吸收为70%，在200 kV/cm处降低至40%，对应于43%的调制。
2016-01-12 physics.optics
Experimental demonstration of terahertz metamaterial absorbers with a broad and flat high absorption band
我们提出的设计，数值模拟和实验测量的太赫兹超材料吸收器具有广泛的和平坦的吸收顶部的横向电和横向磁极化在一个很宽的入射角范围内。超材料吸收体单元由两组以不同但接近的频率谐振的结构组成。整体吸收光谱是各个分量的叠加，并且在显著带宽上在顶部变得平坦。实验结果与数值模拟吻合良好。
2011-09-18 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Tunable Metamaterials Fabricated by Fiber Drawing
我们展示了一个实用的可扩展的方法来制造可调超材料。这种超材料是为太赫兹波长设计的，它由聚氨酯组成，聚氨酯中填充了一系列铟线，这些铟线使用了成熟的光纤拉伸技术。超材料的尺寸的修改提供了可调谐性：通过压缩超材料，我们使用THz时域光谱证明了50%的等离子体频移。释放压缩允许超材料返回到其原始尺寸和等离子体频率，证明了动态可逆可调性。
2017-06-07 physics.optics
Semiconductor split-ring resonators for thermally tunable, terahertz metamaterials
由于温度的变化改变了半导体中的本征载流子密度，数值模拟表明，在太赫兹制度的相对介电常数的随之而来的变化提供了一种方式来实现热可调谐开口环谐振器。因此，可以实现在太赫兹范围内可热调谐的电磁超表面和超材料。
2008-08-23 physics.optics
Nonlinear terahertz devices utilizing semiconducting plasmonic metamaterials
响应性超材料的发展使得能够实现能够操纵光的振幅、偏振、波矢量和频率的紧凑可调谐光子器件。将半导体集成到金属谐振器的有源区中是通过半导体载流子密度的光电控制来创建非线性超材料的经验证的方法。无金属亚波长谐振半导体结构提供了一种替代方法来创建动态超材料。我们目前的InAs等离子体磁盘阵列作为一个可行的共振超材料在太赫兹频率。重要的是，InAs等离子体激元盘表现出由电场诱导的谷间散射引起的强非线性响应，导致载流子迁移率降低，从而抑制等离子体激元响应。我们展示了非线性完美的吸收器配置为光学限制器或饱和吸收器，包括灵活的非线性吸收器通过将磁盘转移到聚酰亚胺薄膜。非线性等离子体超材料显示出在超快THz光学和敏感电磁器件的被动保护方面的潜力。
2015-08-13 physics.optics
Inverse design of ultrathin metamaterial absorber
提出基于伴随优化的逆向设计方法，融合超材料超薄与 Salisbury 屏角度不敏感优势，设计出薄至 lambda/20 的吸收体，在 7.5 GHz 及斜入射下保持高吸收，计算量较粒子群优化减少约 98%。
2025-04-21 physics.optics
Tunable transmission and harmonic generation in nonlinear metamaterials
研究了一种工作在微波频率下的可调谐非线性超材料的特性。我们制作了由双开口环谐振器和导线组成的非线性超材料，其中变容二极管被引入到每个谐振器中，以便可以通过改变输入功率来动态地调谐磁共振。我们表明，在较高的功率的超材料的传输变得依赖于功率，我们证明实验功率依赖的传输特性和选择性产生的高次谐波。
2008-10-27 physics.optics
Magnetically tunable terahertz all-dielectric metamaterial based on liquid crystal
由高折射率、低损耗介质谐振器组成的全介质超材料是实现高效光学器件的一种有效途径。然而，制备太赫兹全介质超材料并主动调节其性能仍然是一个挑战。本文提出了一种制备高质量微球基太赫兹全介质超材料的有效方法。在此基础上，提出了一种基于液晶的磁调谐THz全介质超材料。将全介质超材料浸入LC中，并通过外部磁场进行调谐。研究表明，外加磁场可以有效地调谐诱导Mie共振，且调谐率对外加磁场的指向矢高度敏感。对于第一电谐振，获得了良好的可调谐性能。该工作为制备高质量的THz全介质超材料提供了一种新的方法，为可调谐THz全介质超材料的制备开辟了一条新的途径，在THz器件中具有广阔的应用前景。
2018-08-14 physics.optics
Terahertz active spatial filtering through optically tunable hyperbolic metamaterials
我们从理论上考虑红外驱动的双曲型超材料能够空间过滤太赫兹辐射。超材料是由交替的半导体和电介质层制成的平板，其在太赫兹频率下的均匀单轴响应显示出不同符号的主折射率。由超材料双曲色散提供的间隙允许板在通过改变红外辐射强度可调谐的带宽内停止空间频率。我们数值上证明了设备的功能，通过诉诸全波模拟耦合到半导体层中的红外辐射光激发的电荷载流子的动力学。
2012-05-30 physics.optics
Tunable magnetic response of metamaterials
我们展示了一种工作在可见光范围内的具有负磁导率的热可调谐光学超材料。通过用对准的双折射液晶（NLC）覆盖耦合的金属纳米带，超材料的磁响应波长通过控制环境温度而被有效地调谐，经由相变改变LC的折射率。当环境温度从20 ℃升高到50 ℃时，磁响应波长从650nm移动到632nm。数值模拟证实了我们的测试和匹配的实验观察。
2009-07-10 physics.optics
Ultra-broadband Microwave Metamaterial Absorber
提出了一种微波超宽带极化无关超材料吸收体。它是由金属-介电多层四角截头棱锥的周期性阵列。这些金字塔在多个频率处具有共振吸收模式，其中重叠导致入射波在超宽光谱带上的总吸收。在7.8-14.7GHz频率范围内，垂直入射时的实验吸收率均在90%以上，入射角小于60 °时吸收率保持较大。实验结果与数值模拟结果吻合较好。
2011-12-30 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Liquid Crystal Tunable Metamaterial Perfect Absorber
我们目前的实验演示电子可调超材料完美吸收器在太赫兹制度。通过将有源液晶结合到超材料单元内的关键位置，我们能够在2.62 THz下将吸收修改30%，并将谐振吸收调谐到4%以上的带宽。数值全波模拟与实验结果吻合良好，并阐明了基本机制，即同时调谐电和磁响应，以保持共振吸收。这些结果表明，表面的基本光相互作用可以通过全电子手段进行动态控制，并为实现新的应用提供了一条前进的道路。
2012-06-19 cond-mat.other physics.optics
Near-Perfect Broadband Infrared Metamaterial Absorber Utilizing Nickel
我们提出了一种薄的，紧凑的，宽带的，偏振和角度不敏感的超材料吸收器的基础上的钨反射器，硅间隔和顶部图案组成的双方形的环形谐振器，利用镍（Ni）。在深亚波长结构中，从3.52 μm到8.32 μm，可以获得约4.8 μm的高吸收带宽（80%以上），对应于约81%的相对带宽。这里，宽带吸收的物理起源与用作矩形纳米天线的顶部图案内侧和外侧的低Q因子偶极模式相关联。由于结构的对称性，该吸收体在相对较宽的TE和TM偏振范围内表现出良好的入射角容限。利用本构有效介质理论反演了镍基吸波材料的有效参数，并比较了有效介质和异向介质的吸波特性。
2020-07-30 physics.app-ph physics.optics
Dynamically tunable metamaterial analogue of electromagnetically induced transparency with graphene in the terahertz regime
提出了一种在太赫兹波段实现动态可调谐电磁感应透明（EIT）模拟的新机制。通过将电可控单层石墨烯置于暗谐振器下方，可以通过改变石墨烯的费米能级来基本上调制金属基超材料中的EIT谐振的幅度。振幅调制可以归因于由导电石墨烯的复合效应引起的暗模式的阻尼率的变化。该工作为实现可调谐慢光效应提供了一种新的途径，在太赫兹无线通信中具有潜在的应用价值。
2017-12-15 physics.optics
Electronic Metamaterials with Tunable Second-order Optical Nonlinearities
设计具有可调非线性光学特性的超材料的能力对于非线性光学是至关重要的。传统上，金属已被用来增强非线性光学相互作用，通过场局域化。在这里，受材料的电子特性的启发，我们介绍并实验证明了一种非对称金属-半导体-金属（MSM）超材料，该材料具有大的且电子可调的有效二阶光学极化率（\c{hi}（2））。诱导的\c{hi}（2）源自半导体（\c{hi}（3））的三阶光学极化率与工程内部电场之间的相互作用，所述工程内部电场由在其界面处具有不同功函数的两种金属产生。我们证明了MSM超材料的二次谐波强度是其成分的五倍，其电可调非线性系数范围为2.8至15.6 pm/V。
2017-04-21 physics.optics
Graphene-Enabled Terahertz Metamaterial Absorber for Ultra-Wide Refractive Index Sensing
本研究提出一种石墨烯辅助太赫兹超材料吸收器，通过带辅助开口的SRR单元实现高吸收、宽角度与偏振不敏感特性，在宽折射率范围内具备高灵敏度，可用于多类物质及无标记生物传感。
2025-11-17 physics.optics
Quantitative exploration of the absorber behavior of metal-insulator-metal metamaterials within terahertz via an asymmetric peak model
太赫兹（THz）超材料由于其独特的吸收体而被开发用于THz传感、探测、成像和许多其他功能。然而，异常的吸收光谱随着入射角的不同而变化。因此，我们设计并制作了一个具有金属-绝缘体-金属（MIM）结构超材料吸收体的焦平面阵列。利用太赫兹时域光谱仪（THz-TDS）测量了入射角为20 ° ~ 60 °时的吸收光谱，实验结果表明吸收光谱随入射角的变化而变化。在这项研究中，开发了一个基本的分析非对称峰模型提取吸收频率特性，定量地探讨这种变化的吸收器的行为与入射角。最好的结果是，对应于最高吸收的频率可以很容易地找到使用这个峰值模型。实验数据与非对称峰模型的验证一致。此外，第二个模型定量相关的入射角的参数被发现，允许预测的吸收光谱的位移和变化。基于二次模型的推导，预测了在特定入射角下的吸收光谱具有谷型吸收曲线。所提出的提取方法的基本特征是，它可以应用于任何基于物理的MIM超材料系统。这样的模型将指导太赫兹超材料吸收器，传感器，成像器和许多其他的设计和优化。
2022-02-25 physics.app-ph physics.optics
Ultra-wideband THz/IR Metamaterial Absorber based on Doped Silicon
基于超材料的吸收体在太赫兹（THz）范围内得到了广泛的研究，其性能不断提高。在本文中，我们提出了一种基于掺杂硅的全介质太赫兹吸收体。该单元电池由一个硅交叉谐振器与内部十字形空气腔。数值结果表明，该吸收体可以从太赫兹到中红外工作，在0.6和10太赫兹之间具有>95%的平均功率吸收。使用太赫兹时域光谱的实验结果显示出良好的协议与模拟。宽带反射的基本机制归因于由硅谐振器和衬底中的体吸收形成的多个腔模式的组合效应，如模拟场图案所证实的。这种超宽带吸收是偏振不敏感的，并且可以在很宽的入射角范围内工作。所提出的吸收体可以容易地集成到基于硅的平台中，并且预计将用于传感、成像、能量收集和无线通信系统。
2018-09-26 physics.app-ph physics.optics
Graphene-based Tunable Dual-Band Absorbers by Ribbon/Disk Array
提出了两种基于石墨烯一维/二维阵列的THz波段双频吸收体。与以前的工作相比，所提出的设备的结构非常简单。大多数双波段吸收器是基于混合结构内具有不同尺寸的谐振器的谐振。在本文中，所提出的吸收器是基于一个元素的阵列。利用石墨烯阵列的电容-电感双重特性和阻抗匹配条件，通过调节石墨烯的性质，实现了具有理想吸收的两个谐振带。
2018-10-27 physics.optics
Tunable light trapping and absorption enhancement with graphene-based complementary metamaterials
表面等离子体共振（SPR）技术被广泛应用于光电子器件中，它可以捕获入射光并增强吸收。石墨烯作为具有强半金属性和连续可调表面电导率的等离子体材料的可用性使得其有希望动态地调制石墨烯基超材料的吸收增强。在这里，我们用数值方法证明了石墨烯基互补超材料可以实现可调光捕获和吸收增强。此外，我们还探讨了所提出的设备的偏振灵敏度，在这种情况下，无论是TM或TE平面波在特定波长可以有效地吸收通过简单地操纵费米能量的石墨烯。因此，这项工作可以找到潜在的应用在下一代的光电探测器与可调光谱和偏振选择性在中红外和太赫兹（THz）制度。
2017-09-08 physics.optics
Locally Enhanced and Tunable Optical Chirality in Helical Metamaterials
我们报告的光学手征的数值研究。用平面波照射的交错金螺旋将右和左圆偏振电磁场能量集中到亚波长区域。这些增强手性的斑点可以通过改变照明参数在位置和大小上平滑地移动，从而允许在纳米尺度上控制光-物质相互作用。
2016-11-23 physics.optics
A Tunable Terahertz Metamaterial Perfect Absorber Based on Vanadium Dioxide
本文设计了一种基于VO2的可调谐太赫兹超材料完美吸收体，并通过三维FDTD仿真验证其在1–12 THz内具有三个偏振不敏感、随VO2电导率调谐且可容忍6度入射角的共振吸收峰。
2024-01-26 physics.app-ph physics.optics
Tunable fishnet metamaterials infiltrated by liquid crystals
数值分析了鱼网形超材料中渗透液晶液晶的光学响应和有效宏观参数。我们表明，即使是少量的液晶可以提供调谐的结构，由于重新取向的液晶导演。这使得可切换的光学超材料成为可能，其中折射率可以通过外部场从正切换到负。这种调谐主要是由空穴截止波长的偏移决定的，由于等离激元色散的变化，其影响很小
2010-04-06 physics.optics
Hyperbolic metamaterial as a tunable near-field spatial filter for the implementation of the active plasmon injection loss compensation scheme
我们提出了如何物理实现的辅助源中描述的最近推出的主动等离子体激元注入损耗补偿方案增强近场超透镜。特别是，我们表明，在主动等离子体激元注入方案中描述的辅助源的特性，包括可调谐窄带和选择性放大，通过卷积可以实现通过使用双曲超材料作为近场空间滤波器。除了损失补偿，建议的近场空间滤波器可以用于实时高分辨率边缘检测。
2017-10-26 physics.optics
Broadband tunable mid-infrared absorber based on conductive strip-like meta-atom elements
研究了一种由薄金属条组成的超材料作为中红外波段的宽带吸收体。在这里，各个元件的介电和几何特性之间的匹配对于确保高吸收至关重要。详细的理论分析的基础上的电偶极子近似进行表征的吸收和散射特性的单个单元电池和结果被用来设计的超材料组成的这种配置。条形元件的吸收截面可以超过其纵向几何截面面积的17倍。结果表明，镍基金属-绝缘体-金属（MIM）超材料结构的吸收率可以超过90%，在约8.2 - 18 μ m的光谱。宽带吸收与带的低Q因子偶极模的激发相关联。这种吸收体表现出良好的偏振和入射角的横向电场（TE）波的宽容。吸收光谱可以通过改变单个元件参数来调节。
2022-05-21 physics.optics
Wafer-level substrate-free low-stress silicon nitride platform for THz metadevices and monolithically integrated narrowband metamaterial absorbers
太赫兹（THz）晶圆级元器件的实现对于推进应用科学至关重要，包括（I）集成焦平面阵列，可用于生物学成像和（II）集成窄带吸收体用于高光谱分辨率THz光谱学。太赫兹超材料的发展已经取得了实质性的进展，然而，晶圆级低应力太赫兹元器件平台仍然是一个挑战。本文实验演示了一个无衬底的太赫兹元器件平台，采用工程富硅和低应力氮化硅（SiNx）薄膜，实现了广泛的太赫兹透明度高达f = 2.5太赫兹。首次从洛伦兹模型出发，提出了一种新的解析模型，该模型可以准确预测金属-绝缘体-金属（MIM）超材料吸收体的光谱响应。该模型在太赫兹范围内进行了实验验证，并利用太赫兹吸收剂的第一次演示，表现出接近预测结果的性能。我们的研究结果表明，晶圆级SiNx平台将加速大规模，复杂的无衬底太赫兹元器件的发展。Lorentz模型及其二次模型将是设计THz元器件的一种非常实用的方法。
2022-10-18 physics.app-ph physics.optics
Spectrally tunable linear polarization rotation using stacked metallic metamaterials
我们从理论上研究了金属超材料叠层的传输特性，并表明它能够实现选择性地呈现宽带（$Q<10$）或极窄带（$Q>10^5$）偏振旋转的完美传输。我们特别强调了堆叠结构的布置以及超材料晶胞的几何形状如何高度影响光谱域中的传输。为了这个目的，我们使用一个扩展的分析琼斯形式主义，使我们能够得到一个严格的和分析的传输表达式。这种多功能的结构可以在偏振测量或太赫兹波的光偏振控制中找到潜在的应用。
2017-02-28 physics.optics
