基于三氧化钼的无光刻偏振敏感吸收器
山东高等技术研究院吴小虎教授团队于Science China Technological Sciences 2024年64卷第7期发表研究性论文‘Lithography-free polarization-dependent absorber d on α-MoO3’设计了一个由α-MoO3-Ge-Ag构成的无光刻偏振敏感吸收器,利用ENZ模式与FP共振模式的耦合,实现了对于TM波高达0.99的窄带吸收。
吸收器设计如图1所示,上方是双曲材料三氧化钼薄膜,中间是电介质锗层,下方是金属银基底。
图1 吸收器模型图
图2 吸收率随三氧化钼和锗厚度变化情况 (a)TM偏振(b)TE偏振
该文计算了波长为12.2μm时吸收率随三氧化钼和锗厚度的变化情况。当波长为12.2μm时,三氧化钼介电常数分量中εx的实部接近于0,会有ENZ模式出现。并且从图2中可以发现,对于TM偏振,吸收率接近于1的区域随锗厚度周期性变化。这是因为在此波长下,εx的虚部非常大,展现出金属特性,与电介质和金属基底结合可以产生FP共振。因此,该吸收器良好的吸收性能归因于ENZ模式与FP模式的耦合。对于TM偏振,最大吸收率为0.99,而对于TE偏振,没有ENZ模式和FP模式的贡献,最大吸收率仅为0.06,因此吸收率远小于TM偏振,实现了偏振敏感吸收。