吸波新型人工电磁介质基础与应用研究

基本信息
批准号:61271016
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:金毅
学科分类:
依托单位:浙江大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:丁飞,何应然,莫磊,唐建伟,陈拓,鲍芳琳,张锋,林娇
关键词:
光电子特性吸波新型人工电磁介质
结项摘要

Metamaterial absorbers are the research object of the young scientist fund of NSFC undertook by the applicant. Important progresses have been made. The insight of the mechanism of metamaterial absorbers has been deepened further. We have suggested that a zero-index layer of arbitrary thickness can perfectly (100%) absorb an incident wave. Excellent works have been made in the research of absorbing functions. We have found that wide-band absorption can be realized by incorporating several resonators of neighboring resonant frequencies into a unit of metamaterial absorbers. And, the preliminary exploration of different absorbing forms and application values have also been made for metamaterial absorbers. Outstandingly, we have suggested that it is possible to realize a terahertz electric modulator of large modulation ratio based on a metamaterial absorber. Based on the above research, ten SCI papers have been published, of which most are published on high-quality journals such as Nano Letters and Applied Physics Letters. In the current project, the important directions in the previous project will continue to be researched and moved forward, new connotation in the absorbing of metamaterials will be explored, and the application research will be placed on an important position and get more attention. In the research of absorbing functions, simple metamaterial absorbers of wide-band absorption will be designed and optimized. The absorbing processes inside the metamaterial absorbers will be investigated and controlled, and new absorbing forms of different mechanisms will be explored, including realizing ultra-small absorbing hot points, enhancing the absorption of active materials, realizing nonlinear absorption, and realizing classic analog of electromagnetic induced absorption and single patterned metallic film of strong absorption. The application of metamaterial absorbers in the photon-heat and photon-electron areas will be explored, including manipulating the far-field thermal radiation and enhancing near-field thermal radiation, improving the performance and compact integration of optical detectors and modulators.

所承担的青年科学基金项目围绕吸波新型人工电磁介质展开研究,已取得重要进展。深化了吸波机理理解,提出任意薄的零折射率层能完美地吸波。在吸波性能研究方面做出突出工作,发现在结构单元内引入多个共振频率相邻的谐振子可实现宽带吸波。初步探索了其它类型的吸波方式和吸波人工电磁介质的应用,特别是提出了利用吸波能实现具有大调制比的电控太赫兹调制器。已发表10篇SCI论文,多发表在Nano Lett.、APL等主流期刊上。在本项目中,以前的重要研究内容继续深化,并扩展吸波的新内涵,突出吸波应用。在吸波性能研究方面实现宽带吸波的简单结构。调控结构内部的吸波过程,探索其它吸波方式,如实现超小吸波热点,增强活性材料的吸收,研究非线性吸波,实现电磁诱导吸收的经典类比,实现强吸收的单层金属微结构。探索吸波人工电磁介质在光热、光电这两方面的应用,如调控远场热辐射、增强近场热辐射,提高光探测器、光调制器的性能和紧凑性。

项目摘要

吸波是一种基本的光学现象,有广泛而重要的应用,如电磁隐身、光探测、信号调制、传感和太阳能等。新型人工电磁介质为光吸收提供了灵活、有效的新途径,如超宽的吸波带宽、灵活可调的工作频段、超薄结构、亚波长尺寸的吸波单元等。项目组就基于新型人工电磁介质吸波的各个基础方面展开了研究,包括机理、性能、内涵扩展及应用等,其中吸波带宽控制是重点(这对吸波应用是非常关键的),取得了多个创新成果。除了用于光频段,这些发现可扩展地运用到红外、太赫兹等其它频段。我们从不同机制和材料出发实现了多种宽带吸波结构,如通过引入金属、介质多层结构代替渐变结构中的均匀有损材料获得薄而超宽带的光吸收器,这是当前最有效的吸波手段之一;基于耐高温的石墨,利用渐变结构和纳米线的结合获得宽带光吸收;发现在金属反射基底的基础上单纯利用损耗介质也能获得宽带吸波,且能具有带通吸波的效果;利用金属/介质多层结构获得宽带对光吸收,这便于大尺度制备;利用高损金属代替通常所用的金属,使得简单的微结构也能宽带吸波,这也便于实验制备。这些成果在实际应用中能发挥重要作用,如能为电磁屏蔽提供有效的吸波手段;为热光伏、光热生成等太阳能利用提供有效的带通吸波手段,也能提供耐高温的手段;为探测器提供有效增强活性材料的对光吸收的新手段。我们探索了几种实现窄带吸波的方法,如利用介质共振粒子辅助增强光吸收,利用具有高Q值的金属微结构的特殊共振模式,以及利用共振粒子的集合响应。这些可应用于窄带热辐射、探测器和调制器以及灵敏的传感器等领域。我们也扩展了吸波所常用的微结构的内涵,如利用金属反射基层加金属微结构在多个频率处同时获得强局域场,用以提高光谱传感的敏感性,也利用这种结构体系进行相位调控,从而获得超薄的宽带半波片。这方面的研究预示着吸波结构有着很多潜在的可能。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

氟化铵对CoMoS /ZrO_2催化4-甲基酚加氢脱氧性能的影响

DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2022.10.026
发表时间:2022
2

双吸离心泵压力脉动特性数值模拟及试验研究

双吸离心泵压力脉动特性数值模拟及试验研究

DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2020.19.016
发表时间:2020
3

感应不均匀介质的琼斯矩阵

感应不均匀介质的琼斯矩阵

DOI:10.11918/j.issn.0367-6234.201804052
发表时间:2019
4

高压工况对天然气滤芯性能影响的实验研究

高压工况对天然气滤芯性能影响的实验研究

DOI:10.11949/0438-1157.20201260
发表时间:2021
5

采用深度学习的铣刀磨损状态预测模型

采用深度学习的铣刀磨损状态预测模型

DOI:10.3969/j.issn.1004-132x.2020.17.009
发表时间:2020

金毅的其他基金

批准号:11047029
批准年份:2010
资助金额:15.00
项目类别:专项基金项目
批准号:51305457
批准年份:2013
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31600340
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:20902079
批准年份:2009
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61875174
批准年份:2018
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:21262043
批准年份:2012
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:41472128
批准年份:2014
资助金额:92.00
项目类别:面上项目
批准号:41102093
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:60901039
批准年份:2009
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21662044
批准年份:2016
资助金额:40.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:79500015
批准年份:1995
资助金额:5.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

吸波新型人工电磁介质研究

批准号:60901039
批准年份:2009
负责人:金毅
学科分类:F0119
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
2

CVD石墨烯-SiBCN层状复合电磁吸波结构的构筑与吸波机制

批准号:51602258
批准年份:2016
负责人:叶昉
学科分类:E0204
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
3

滤镜式电磁吸波材料研究

批准号:51907185
批准年份:2019
负责人:李美玲
学科分类:E0701
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
4

新型多孔石墨烯基复合材料的电磁调控机制与吸波机理研究

批准号:61701386
批准年份:2017
负责人:王岩
学科分类:F0122
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目