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汇报人：混合谐振模式宽带长波红外超表面吸收器研究2024-01-31

目录引言混合谐振模式宽带长波红外超表面吸收器设计制备工艺与实验方法结果分析与讨论结论与展望参考文献

01引言Chapter

长波红外超表面吸收器在军事、医疗、通信等领域具有广泛应用前景。现有的长波红外超表面吸收器存在带宽窄、吸收率低等问题，难以满足实际应用需求。研究混合谐振模式宽带长波红外超表面吸收器对于提高吸收器性能、拓展应用领域具有重要意义。研究背景与意义

目前，国内外研究者已经提出了多种类型的长波红外超表面吸收器，包括基于金属-介质-金属结构的吸收器、基于等离子体激元的吸收器等。但是，这些吸收器在带宽、吸收率等方面仍存在局限性。未来，长波红外超表面吸收器将朝着宽带、高效率、可调谐等方向发展。同时，新型材料和制备技术的不断发展也将为吸收器的性能提升提供更多可能性。国内外研究现状发展趋势国内外研究现状及发展趋势

本研究旨在设计并制备一种基于混合谐振模式的宽带长波红外超表面吸收器。通过对吸收器的结构、材料、制备工艺等进行优化，实现宽带、高效率的长波红外吸收。主要内容本研究首次将混合谐振模式应用于长波红外超表面吸收器的设计中，有效提高了吸收器的带宽和吸收率。同时，本研究还探索了新型材料和制备技术在长波红外超表面吸收器制备中的应用，为吸收器的性能提升和实际应用提供了有力支持。创新点本研究的主要内容和创新点

02混合谐振模式宽带长波红外超表面吸收器设计Chapter

123通过结合不同谐振模式，如偶极子谐振、四极子谐振等，实现在宽带长波红外范围内的强吸收。利用混合谐振模式增强吸收设计具有特定几何形状和尺寸的超表面结构，以调控电磁波的反射、透射和吸收特性。超表面结构设计选用在红外波段具有较低光学损耗的材料，如金属、半导体等，以提高吸收器的整体性能。红外材料选择设计思路与原理

通过调整超表面结构的几何参数，如周期、占空比、高度等，以实现对吸收器性能的优化。几何参数优化材料参数优化多层结构设计针对不同红外波段，优化材料的光学常数，如介电常数、电导率等，以提高吸收率。通过构建多层超表面结构，进一步拓展吸收带宽和提高吸收率。030201结构参数优化

采用有限元法、时域有限差分法等数值仿真方法，对吸收器的性能进行模拟和分析。数值仿真方法通过实验制备所设计的超表面吸收器样品，并搭建相应的测试系统，对吸收器的性能进行实验验证。实验验证方法主要评估指标包括吸收率、带宽、角度敏感性等，以全面评估吸收器的性能。性能评估指标性能仿真与验证

03制备工艺与实验方法Chapter

进行退火、氧化或化学处理等后处理工艺，优化吸收器的性能。采用物理气相沉积、化学气相沉积或溶胶凝胶等方法，在基底上涂覆吸收层材料。选择合适的基底材料，进行清洗、干燥和预处理。利用光刻、电子束刻蚀或纳米压印等技术，对吸收层进行图形化加工，形成超表面结构。材料涂覆基底准备图形化加工后处理制备工艺流程料选择与配比根据设计需求选择合适的吸收层材料和配比，以获得所需的吸收性能。图形化加工精度提高图形化加工的精度和分辨率，以获得更精细的超表面结构，从而提高吸收器的性能。涂覆厚度与均匀性控制涂覆层的厚度和均匀性，确保吸收器在不同波长下具有稳定的吸收率。后处理条件与时间优化后处理的条件和时间，以消除内应力和缺陷，提高吸收器的稳定性和可靠性。关键工艺参数控制

根据研究目标和实际需求，设计合理的实验方案，包括实验参数、测试方法和数据分析等。设计实验方案按照制备工艺流程制备出不同参数和结构的超表面吸收器样品。制备样品利用红外光谱仪、椭偏仪、扫描电子显微镜等设备对样品的吸收性能、表面形貌和结构进行测试和表征。性能测试与表征对实验数据进行整理、分析和讨论，得出实验结论，并提出改进和优化建议。数据分析与讨论实验方法与步骤

04结果分析与讨论Chapter

在宽波长范围内实现了高吸收率，特别是在长波红外区域表现优异。吸收率测试吸收器在不同入射角度下均能保持较高的吸收性能。角度依赖性测试经过长时间使用和多次循环测试，吸收器的性能保持稳定。稳定性测试性能测试结果分析

03综合性能对比在吸收率、带宽、角度依赖性等方面均表现出优势。01与传统吸收器相比在宽波长范围内具有更高的吸收率和更低的反射率。02与其他超表面吸收器相比在长波红外区域具有更优异的吸收性能。与其他吸收器性能对比

实验结果表明，该混合谐振模式宽带长波红外超表面吸收器具有优异的性能，有望应用于红外探测、热成像等领域。进一步提高吸收器的吸收率和带宽，优化结构设计以降低制造成本，探索在更多领域的应用可能性。结果讨论与改进方向改进方向结果讨论

05结论与展望Chapter

成功设计了混合谐振模式的宽带长波红外超表面吸收器，实现了在目标波长范围内的高效吸收。通过理论分析和数值模拟