类光栅结构吸波体研究文献综述

 2022-01-04 20:58:10

全文总字数:3858字

文献综述

通过与入射电磁波的电场或磁场相互作用,能吸收、衰减入射的电磁波,并将入射的电磁波能量转换为其他形式的能量而极少被反射回去的器件称为电磁波吸收体,简称吸波体。

吸波体的应用极其广泛,可以应用于军事领域来实现飞机、舰船的隐形或雷达探测(即隐形飞机、隐形舰船等),可用于减少天线的旁瓣辐射、消除天线的杂波辐射,从而抑制电磁干扰;可用于太阳能电池中以吸收来自太阳的光辐射等。

传统的吸波材料主要包括钛酸钡,铁氧体,石墨,碳化硅等,这些传统吸波材料有着损耗较大、吸收频带窄、吸光性能差或者稳定性差等缺点。

超材料是指具有周期性人工微结构的金属或电介质材料,或者金属和电介质材料的复合材料。

近年来,基于超材料的完美吸波体由于具有结构简单、厚度轻薄、吸收率高、角度不敏感、宽入射角,并可以实现对电磁波的灵活调控的优点,引起了人们研究的极大兴趣。

为了在不同应用领域对不同工作波段都能实现高效光吸收,人们通过合理设计不同的谐振单元的物理尺寸及材料参数,设计和制备了多种结构的吸收体,其吸收谱从窄带到多频带再到宽带,覆盖了从微波、太赫兹波段、紫外波段、可见光波段到红外波段。

一般来说,通过合理设计有效介电常数和有效磁导率,最大限度地吸收电磁辐射,同时通过空气-超材料界面的阻抗匹配使反射率最小化,可以实现一个具有吸收功率近似为1的完美吸收体。

另一个设计的完美超材料吸收体的物理机制是基于亚波长法布里-珀罗(F-P)共振。

通过利用强共振,光可以被限制在亚波长物体上。

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