CN110716250A - 一种宽带偏振选择超材料吸收体及红外探测器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种宽带偏振选择超材料吸收体，从下至上依次包括基底、连续金属层、连续电介质层及堆叠光栅；所述堆叠光栅为条形光栅，且沿所述堆叠光栅的宽度方向间隔设置于所述连续电介质层表面；所述堆叠光栅包括在高度方向上交替层叠设置的光栅金属层与光栅介质层，且所述堆叠光栅的最外层为所述光栅金属层；多个所述堆叠光栅的宽度不同。本发明设置多个宽度不同的所述堆叠光栅结构，其中每个不同宽度的堆叠光栅都对应一个不同波长的电磁波的吸收峰，通过设置所述宽度大小，实现宽带的高吸收；此外，本发明通过限定所述堆叠光栅为条形光栅，实现了电磁波的偏振选择吸收。本发明还提供了一种具有上述有益效果的红外探测器。

Description

一种宽带偏振选择超材料吸收体及红外探测器

技术领域

本发明涉及红外吸收体领域，特别是涉及一种宽带偏振选择超材料吸收体及红外探测器。

背景技术

任何温度高于绝对零度的物体都会因自身分子运动而向外辐射红外波段的电磁波。红外辐射包含了丰富的信息，而红外探测器正是利用红外辐射获取目标信息的器件。在一些可见光缺失的场景(尤其是夜间)，红外探测器就可以发挥出很大的作用，不论是军事还是民用，都有极大的应用前景。而其中，超材料吸收体成为本领域内越来越多人的选择。

超材料吸收体是亚波长人工金属微纳单元构成的阵列结构，它利用局域表面等离激元谐振的机理，将入射电磁波局域化并产生强烈的近场增强效应。被局域的光场与金属微纳结构中的自由载流子相互作用从而转换成热量，进而实现对入射光场的吸收。通过对亚波长单元结构的几何尺寸以及形状的调控，可以人为的操纵超材料吸收体的光学响应进而实现广泛的应用，但是由于超材料吸收体的谐振特性，其吸收带宽通常比较窄。而现有技术中为了解决上述问题，通常采用多种结构水平复合和多种结构纵向堆叠这两种方案，然而对于前者，吸收带宽的展宽和吸收率是此消彼长的，不能做到同时提升吸收率和吸收带宽的展宽；对于后者尽管不用在吸收率和吸收带宽的展宽上做取舍，但若想两者兼得，需要以更大的厚度和更高昂的成本为代价。由此可见，如何实现一种兼具高偏振选择性、长波红外宽带高吸收及厚度小、响应快的超材料吸收体，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种宽带偏振选择超材料吸收体及红外探测器，以解决现有技术中的吸收体不能兼具长波红外宽带高吸收、高偏振选择性及厚度过大的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种宽带偏振选择超材料吸收体，其特征在于，从下至上依次包括基底、连续金属层、连续电介质层及堆叠光栅；

所述堆叠光栅为条形光栅，且沿所述堆叠光栅的宽度方向间隔设置于所述连续电介质层表面；

所述堆叠光栅包括在高度方向上交替层叠设置的光栅金属层与光栅介质层，且所述堆叠光栅的最外层为所述光栅金属层；

多个所述堆叠光栅的宽度不同。

可选地，在所述的宽带偏振选择超材料吸收体中，所述堆叠光栅从下至上依次包括第一光栅金属层、第一光栅介质层及第二光栅金属层。

可选地，在所述的宽带偏振选择超材料吸收体中，所述第二光栅金属层的厚度的范围为20纳米至100纳米，包括端点值。

可选地，在所述的宽带偏振选择超材料吸收体中，所述堆叠光栅的宽度的范围为400纳米至2000纳米，包括端点值。

可选地，在所述的宽带偏振选择超材料吸收体中，所述堆叠光栅为在长度方向上连续的光栅。

可选地，在所述的宽带偏振选择超材料吸收体中，所述堆叠光栅为直线型光栅。

可选地，在所述的宽带偏振选择超材料吸收体中，所述堆叠光栅等间隔排列。

可选地，在所述的宽带偏振选择超材料吸收体中，相邻的所述堆叠光栅的间隔的范围为50纳米至600纳米，包括端点值。

可选地，在所述的宽带偏振选择超材料吸收体中，所述连续金属层的厚度的范围为60纳米至150纳米，包括端点值。

一种红外探测器，所述红外探测器包括上述任一种所述的宽带偏振选择超材料吸收体。

本发明所提供的宽带偏振选择超材料吸收体，从下至上依次包括基底、连续金属层、连续电介质层及堆叠光栅；所述堆叠光栅为条形光栅，且沿所述堆叠光栅的宽度方向间隔设置于所述连续电介质层表面；所述堆叠光栅包括在高度方向上交替层叠设置的光栅金属层与光栅介质层，且所述堆叠光栅的最外层为所述光栅金属层；多个所述堆叠光栅的宽度不同。本发明设置多个宽度不同的所述堆叠光栅结构，其中每个不同宽度的堆叠光栅都对应一个不同波长的电磁波的吸收峰(即在该波长附近吸收率极高)，通过设置所述宽度的大小，可以使得多个不同波段的吸收峰位相互叠加，从而实现了不通过增加器件厚度的宽带的高吸收，提高了基于所述宽带偏振选择超材料吸收体的红外探测器的响应速度；此外，本发明通过限定所述堆叠光栅为条形光栅，通过设置所述条形光栅的宽度和间距，降低了旋转对称性，实现了电磁波的偏振选择吸收；最终达到了兼具长波红外宽带高吸收及高偏振选择性的效果。本发明还提供了一种具有上述有益效果的红外探测器。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的宽带偏振选择超材料吸收体的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明提供的宽带偏振选择超材料吸收体的另一种具体实施方式的工艺流程图；

图3为本发明提供的宽带偏振选择超材料吸收体的又一种具体实施方式的刻蚀宽度的误差在正负50纳米时的长波红外光吸收图；

图4为本发明提供的宽带偏振选择超材料吸收体的另一种具体实施方式就的结构示意图；

图5为本发明提供的宽带偏振选择超材料吸收体的还一种具体实施方式在不同偏振态电磁波入射下的吸收光谱图；

图6为本发明提供的宽带偏振选择超材料吸收体的还一种具体实施方式在TM偏振态电磁波入射下的吸收光谱图；

图7至图9为本发明提供的宽带偏振选择超材料吸收体的三种具体实施方式的俯视结构示意图；

图10为发明提供的宽带偏振选择超材料吸收体的一种具体实施方式的四个像素单元组成的超像元的俯视图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种宽带偏振选择超材料吸收体，其一种具体实施方式的结构示意图如图1所示，称其为具体实施方式一，从下至上依次包括基底1、连续金属层2、连续电介质层3层及堆叠光栅7；

所述堆叠光栅7为条形光栅，且沿所述堆叠光栅7的宽度方向间隔设置于所述连续电介质层3层表面；

所述堆叠光栅7包括在高度方向上交替层叠设置的光栅金属层与光栅介质层，且所述堆叠光栅7的最外层为所述光栅金属层；

多个所述堆叠光栅7的宽度不同。

特别的，所述连续金属层2及光栅金属层可为高导电率的金属层，如金属铝层或金属铜层或金属银层或金属金层。所述连续电介质层3层及所述光栅介质层可为硅系玻璃层或锗系玻璃层或硫系玻璃层。

对所述宽带偏振选择超材料吸收体的参数做限定，所述堆叠光栅7的宽度的范围为400纳米至2000纳米，包括端点值，如400.0纳米、1520.0纳米或2000.0纳米中任一个。

相邻的所述堆叠光栅7的间隔的范围为50纳米至600纳米，包括端点值，如50.0纳米、320.0纳米或600.0纳米中任一个。过大的间隔会导致偏振选择性的下降，上述参数范围为经过理论计算与实际检验得出的偏振选择性较好的范围。

所述连续金属层2的厚度的范围为60纳米至150纳米，包括端点值，如60.0纳米、102.3纳米或150.0纳米中任一个。上述各个参数对应的吸收波段是长波红外线波段，该波段为人体辐射出的红外线中最强的波段，因此在夜视、安防监控、辅助自动驾驶等领域有很广泛的应用。

所述堆叠光栅7等间隔排列，可进一步提高器件的偏振选择性，同时还能简化生产工艺。

本发明所提供的宽带偏振选择超材料吸收体，从下至上依次包括基底1、连续金属层2、连续电介质层3层及堆叠光栅7；所述堆叠光栅7为条形光栅，且沿所述堆叠光栅7的宽度方向间隔设置于所述连续电介质层3层表面；所述堆叠光栅7包括在高度方向上交替层叠设置的光栅金属层与光栅介质层，且所述堆叠光栅7的最外层为所述光栅金属层；多个所述堆叠光栅7的宽度不同。本发明设置多个宽度不同的所述堆叠光栅7结构，其中每个不同宽度的堆叠光栅7都对应一个不同波长的电磁波的吸收峰(即在该波长附近吸收率极高)，通过设置所述宽度的大小，可以使得多个不同波段的吸收峰位相互叠加，从而实现了不通过增加器件厚度的宽带的高吸收，提高了基于所述宽带偏振选择超材料吸收体的红外探测器的响应速度；此外，本发明通过限定所述堆叠光栅7为条形光栅，通过设置所述条形光栅的宽度和间距，降低了旋转对称性，实现了电磁波的偏振选择吸；最终达到了兼具长波红外宽带高吸收及高偏振选择性的效果。

请看图1，图1中所示堆叠光栅7在X方向是周期结构，在Z方向是均匀延伸，电磁波沿Y方向传播。根据局域表面等离激元的理论，局域表面等离激元的谐振波长与结构的尺寸相关，尺寸越大，谐振波长越长；利用宽度不同的堆叠光栅7产生的谐振峰相互分开，通过合理设置宽度间隔的大小，可以使多个宽度相近的吸收峰相互叠加，从而实现宽带的偏振选择吸收。同时利用堆叠光栅7的多层结构纵向堆叠的技术，进一步提升宽带吸收的吸收带宽和吸收率。金属材料选择高电导率的金属材料，电介质选择红外透明的无损耗电介质，大大抑制了材料的本征吸收，有效提升吸收体结构的偏振选择特性，最终实现了高效的宽带偏振选择吸收。图中H1/H2/H3…表示各层厚度，S表示相邻的所述堆叠光栅7的间距，所述W1/W2/W3…表示不同的堆叠光栅7的宽度。

如上述对本发明的有益效果的描述，举例说明如何利用宽度不同的所述堆叠光栅7实现电磁波的宽带吸收，比如，我们的目标波段为8-14微米，如果我们发现1微米宽度的结构，其吸收峰在8微米，而2微米宽度的结构，其吸收峰在14微米，那么我们就可以设置若干宽度在1-2微米的所述堆叠光栅7，实现与所述堆叠光栅7的宽度数量对应的位于8-14微米电磁波波长的吸收峰，从而实现对8-14微米波长的电磁波的宽带高吸收，作为一种优选方案，可以在所述堆叠光栅7的宽度范围内取宽度变化相同的5个值，即设置五个宽度分别为1微米\1.25微米\1.5微米\1.75微米\2微米的所述堆叠光栅7，以便实现目标波长范围内的电磁波均等吸收，当然，也可根据不同的实际需要对不同的宽度的数量及每种宽度对应的堆叠光栅7数量进行调整，一般来说，同一个所述宽带偏振选择超材料吸收体上不同宽度的所述堆叠光栅7的宽度种类的范围为1-20种。

下面提供了一种所述宽带偏振选择超材料吸收体的具体实施方式的制作方法，其制备过程中的工艺流程图如图2所示，包括：

步骤S1：在基底1上使用磁控溅射仪依次沉积连续金属层2、连续电介质层3、第一光栅金属层4、第一光栅介质层5和第二光栅金属层6。

步骤S2：在所述第二光栅金属层6上均匀的涂覆一层光刻胶。

步骤S3：采用光刻的方法在所述第二光栅金属层6上制备一维光刻胶光栅周期结构的反结构。

步骤S4：采用刻蚀工艺(干法刻蚀如：TCP-RIE、CCP-RIE、ECR、DPS、IBE-RIE、ICP-RIE或者湿法刻蚀)去除第二光栅金属层6、第一光栅介质层5和第一光栅金属层4未被光刻胶保护的区域。

步骤S5：采用去胶液将第二光栅金属层6上的所述一维光刻胶光栅周期结构的反结构除去，完成制作。

采用上述刻蚀工艺产出的所述宽带偏振选择超材料吸收体上的堆叠光栅7，难免在两侧的刻蚀深度上存在误差，请参考图3，图3为刻蚀宽度的误差在正负50纳米时的长波红外光吸收图，不难看出，即便存在一定的刻蚀误差，本发明提供的宽带偏振选择超材料吸收体依旧能达到较高的宽带高吸收效果。

在具体实施方式一的基础上，进一步对所述堆叠光栅7的结构做限定，得到具体实施方式二，其结构示意图如图4所示，从下至上依次包括基底1、连续金属层2、连续电介质层3层及堆叠光栅7；

所述堆叠光栅7为条形光栅，且沿所述堆叠光栅7的宽度方向间隔设置于所述连续电介质层3层表面；

所述堆叠光栅7包括在高度方向上交替层叠设置的光栅金属层与光栅介质层，且所述堆叠光栅7的最外层为所述光栅金属层；

多个所述堆叠光栅7的宽度不同；

所述堆叠光栅7从下至上依次包括第一光栅金属层4、第一光栅介质层5及第二光栅金属层6。

本具体实施方式与上述具体实施方式的不同之处在于，本具体实施方式中对所述堆叠光栅7的结构做了限定，其余结构均与上述具体实施方式相同，在此不再展开赘述。

更进一步地，所述第二光栅金属层6的厚度的范围为20纳米至100纳米，包括端点值，如20.0纳米、50.2纳米或100.0纳米中任一个。更进一步地，所述第一光栅金属层4的厚度与所述第二光栅金属层6的厚度相同，方便生产加工。

吸收率和吸收带宽都有极限，并不能无限扩大，经过大量实验及理论演算，发明人发现所述堆叠光栅7堆叠两层交替设置的所述光栅介质层及所述光栅金属层时，对红外线的吸收率已经能接近90％，再向上继续堆叠一两层交替设置的所述光栅介质层及所述光栅金属层，吸收率上升也不到2％，且增加的厚度带来的热容的增加，反而会大幅拖慢基于所述宽带偏振选择超材料吸收体的红外探测器的响应速度，得不偿失；同样，不断增加层数也可增加带宽，但并不能增加特定带宽内的吸收率，如两层交替设置的所述光栅介质层及所述光栅金属层可实现10-12μm内90％的吸收，但即使再增加三层交替设置的所述光栅介质层及所述光栅金属层，10-12μm内的吸收率还是90％左右，只不过增加了8-10μm及12-14μm内的吸收。

下面提供本发明的一种具体实施方式的数据记录：

金属材料全部选用金，介质层材料全部选用硅，堆叠光栅7的宽度数目优选为5，相邻堆叠光栅7的宽度差相等，堆叠光栅7之间间隔相等，吸收体单元结构的参数分别是:P＝6726nm，S＝233.3nm，W1＝901.3nm，W2＝1006.6nm，W3＝1111.9nm，W4＝1217.2nm，W5＝1322.5nm，H1＝100nm，H2＝242.3nm，H3＝50nm，H4＝385.8nm，H5＝50nm。采用基于时域有限差分算法的电磁仿真软件FDTD Solutions计算得到，此实施例下的宽带偏振选择超材料吸收体在不同偏振态电磁波入射下的吸收光谱图如图5所示。从图5可以看出，在8-14μm的波长范围内的TM偏振平均吸收率达到87.23％，8-14μm波段的TM偏振平均吸收率比上8-14μm波段的TE偏振平均吸收率定义为8-14μm波段的偏振选择吸收消光比，计算得到8-14μm波段的偏振选择吸收消光比为38.7。

采用FDTD Solutions电磁仿真软件计算得到，此实施例下的宽带偏振选择超材料吸收体在TM偏振态电磁波入射下的吸收光谱图随入射角度的变化如图6所示。从图6可以看出，吸收谱在20°以内变化不明显，在入射角大于20°的情况下，吸收率略有下降。说明该吸收体的吸收特性具有良好的宽角度吸收特性。这一点对应用于非制冷红外探测器十分重要。

在具体实施方式二的基础上，进一步对所述堆叠光栅7的结构做限定，得到具体实施方式三，其俯视结构示意图如图7至图9所示，从下至上依次包括基底1、连续金属层2、连续电介质层3层及堆叠光栅7；

所述堆叠光栅7为条形光栅，且沿所述堆叠光栅7的宽度方向间隔设置于所述连续电介质层3层表面；

所述堆叠光栅7包括在高度方向上交替层叠设置的光栅金属层与光栅介质层，且所述堆叠光栅7的最外层为所述光栅金属层；

多个所述堆叠光栅7的宽度不同；

所述堆叠光栅7从下至上依次包括第一光栅金属层4、第一光栅介质层5及第二光栅金属层6；

所述堆叠光栅7为在长度方向上连续的光栅。

本具体实施方式与上述具体实施方式的不同之处在于，本具体实施方式中对所述堆叠光栅7的形状尺寸做了限定，其余结构均与上述具体实施方式相同，在此不再展开赘述。

本具体实施方式中的所述堆叠光栅7在长度方向上连续，更进一步地，所述堆叠光栅7在长度方向上应“贯穿”所述连续电介质层3，贯穿所述宽带偏振选择超材料吸收体指在元件允许的范围内，所述堆叠光栅7应尽可能长，“贯穿”不一定指所述堆叠光栅7两端长过所述连续电介质层3层或与所述连续电介质层3层的边缘齐平，当然也可以略短于所述连续电介质层3层在所述堆叠光栅7处沿所述堆叠光栅7的长度延伸方向的长度，具体请参考说明书附图7至图9给出的三种情况。在保持所述堆叠光栅7宽度一定的情况下，所述长度应尽可能长并保持连续，以增加所述宽带偏振选择超材料吸收体的偏振选择性。

更进一步地，还可将所述堆叠光栅7设置为直线型光栅(如图7、图8)，直线型光栅对比曲线型光栅拥有更好的偏振选择性。

本发明还提供了一种具有上述有益效果的红外探测器，所述红外探测器包括上述任一种的宽带偏振选择超材料吸收体，下面提供一种上述红外探测器的具体实施方式，并对所述超材料吸收体的对光的偏振影响的原理做解释：

光的偏振特征用光的偏振态描述，而物质的偏振特性指的是光束被物质透射或反射时偏振态的改变，通常用Jones(琼斯)向量、Stokes(斯托克斯)向量或Muller(穆勒)矩阵来表示。其中Stokes向量既可以表示完全偏振光也可以描述部分偏振光乃至自然光，因此偏振探测多用Stokes向量来描述。Stokes向量采用4个参数(S＝[S₀,S₁,S₂,S₃])来描述偏振信息，这4个参数都与光强的时间平均值相关，所描述的信息便于用各种成像器件直接或间接测量得到，并且测量方式简便易实现。Stokes向量有很多种表达方式，常见的一种表达方式如下：

式中，S₀,S₁,S₂,S₃为Stokes矢量符号表示，下标RCP和LCP分别代表左旋和右旋圆偏振；S₀与入射的总光强有关；S₁与0°和90°方向的线偏振强度有关；S₂与45°和135°方向的线偏振强度有关；S₃与左右旋的圆偏振强度有关。I₀,I₄₅,I₉₀,I₁₃₅依次为0°、45°、90°和135°方向的线偏振分量的强度；I_RCP和I_LCP分别为右旋和左旋圆偏振分量的强度。由此可见，要想得到完整的Stokes向量，需要6个光强测量值。值得指出的是，绝大多数地物目标的圆偏振分量在仪器检测的范围内可以忽略，故在多数偏振成像探测中取S3≡0。因此实际测量时，只需要测出四个不同角度的线偏振分量的强度，即可解得目标Stokes参量和对应的偏振状态，从而得到整个目标的线偏度DOLP和线偏角AoP，表征目标的特征。

依据上面给出的光的偏振态的表述与改变方法，本发明给出一种具有上述有益效果的红外探测器的实施例，其中基底1选用像元尺寸为20微米的微测辐射热计，金属材料全部选用金，介质层材料全部选用硅，一个周期内光栅的宽度数目为5，不同宽度光栅按宽度升序排列，相邻光栅的宽度差相等，光栅之间间隔相等，吸收体一个周期单元结构的参数分别是:P＝6726nm，S＝233.3nm，W₁＝901.3nm，W₂＝1006.6nm，W₃＝1111.9nm，W₄＝1217.2nm，W₅＝1322.5nm，H₁＝100nm，H₂＝242.3nm，H₃＝50nm，H₄＝385.8nm，H₅＝50nm.将此实施例的吸收体按照0°45°90°135°分别集成在相邻的2*2微测辐射热计像素上，构成一组超像元。如图10所示为本实施例的四个像素单元组成的超像元的俯视图，通过集成有0°、45°、90°、135°四个方向的偏振选择吸收体的微测辐射热计像素探测四个方向的入射光强，即可由上述Stokes参数唯一确定探测目标的偏振态。由于斯托克斯参数有多种计算方法，因此本申请仅为举例示意，光栅的排列方向不仅仅限于上述方向，本领域技术人员可以根据需要进行选择或旋转。

本发明所提供的宽带偏振选择超材料吸收体，从下至上依次包括基底1、连续金属层2、连续电介质层3层及堆叠光栅7；所述堆叠光栅7为条形光栅，且沿所述堆叠光栅7的宽度方向间隔设置于所述连续电介质层3层表面；所述堆叠光栅7包括在高度方向上交替层叠设置的光栅金属层与光栅介质层，且所述堆叠光栅7的最外层为所述光栅金属层；多个所述堆叠光栅7的宽度不同。本发明设置多个宽度不同的所述堆叠光栅7结构，其中每个不同宽度的堆叠光栅7都对应一个不同波长的电磁波的吸收峰(即在该波长附近吸收率极高)，通过设置所述宽度的大小，可以使得多个不同波段的吸收峰位相互叠加，从而实现了不通过增加器件厚度的宽带的高吸收，提高了基于所述宽带偏振选择超材料吸收体的红外探测器的响应速度；此外，本发明通过限定所述堆叠光栅7为条形光栅，通过设置所述条形光栅的宽度和间距，降低了旋转对称性，实现了电磁波的偏振选择吸；最终达到了兼具长波红外宽带高吸收及高偏振选择性的效果。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的宽带偏振选择超材料吸收体及红外探测器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种宽带偏振选择超材料吸收体，其特征在于，从下至上依次包括基底、连续金属层、连续电介质层及堆叠光栅；

所述堆叠光栅为条形光栅，且沿所述堆叠光栅的宽度方向间隔设置于所述连续电介质层表面；

所述堆叠光栅包括在高度方向上交替层叠设置的光栅金属层与光栅介质层，且所述堆叠光栅的最外层为所述光栅金属层；

多个所述堆叠光栅的宽度不同。

2.如权利要求1所述的宽带偏振选择超材料吸收体，其特征在于，所述堆叠光栅从下至上依次包括第一光栅金属层、第一光栅介质层及第二光栅金属层。

3.如权利要求2所述的宽带偏振选择超材料吸收体，其特征在于，所述第二光栅金属层的厚度的范围为20纳米至100纳米，包括端点值。

4.如权利要求1所述的宽带偏振选择超材料吸收体，其特征在于，所述堆叠光栅的宽度的范围为400纳米至2000纳米，包括端点值。

5.如权利要求1所述的宽带偏振选择超材料吸收体，其特征在于，所述堆叠光栅为在长度方向上连续的光栅。

6.如权利要求1所述的宽带偏振选择超材料吸收体，其特征在于，所述堆叠光栅为直线型光栅。

7.如权利要求1所述的宽带偏振选择超材料吸收体，其特征在于，所述堆叠光栅等间隔排列。

8.如权利要求7所述的宽带偏振选择超材料吸收体，其特征在于，相邻的所述堆叠光栅的间隔的范围为50纳米至600纳米，包括端点值。

9.如权利要求1所述的宽带偏振选择超材料吸收体，其特征在于，所述连续金属层的厚度的范围为60纳米至150纳米，包括端点值。

10.一种红外探测器，其特征在于，所述红外探测器包括如权利要求1至9任一项所述的宽带偏振选择超材料吸收体。

Images