隨著太赫茲源和探測器的成熟發(fā)展，太赫茲波越來越受到人們的青睞。發(fā)展太赫茲傳輸器件成為當(dāng)前主要任務(wù)，其中完美吸收器是太赫茲成像，生物傳感必不可少的一部分。但是最近幾年研究的完美吸收器在多帶吸收和可調(diào)諧性上很難同時(shí)在一個(gè)器件上實(shí)現(xiàn)。

為此武漢光電國家實(shí)驗(yàn)室博士生姚剛等人在雙聘院士姚建銓教授指導(dǎo)下，利用石墨烯的可調(diào)諧特性，從理論上設(shè)計(jì)了雙帶可調(diào)諧完美吸收器，并用仿真軟件COMSOL Multiphysics進(jìn)行驗(yàn)證。

此次提出的雙帶完美吸收器能在共振波長35um和59um處，分別達(dá)到97%和99%的完美吸收。而且這兩個(gè)吸收峰具有高Q，極化無關(guān)，以及寬角度吸收的特性。最重要的是借助石墨烯電導(dǎo)率隨著參雜或者柵極電壓的可調(diào)特性，我們可以實(shí)現(xiàn)雙帶完美吸收器的動(dòng)態(tài)可調(diào)諧。其中當(dāng)費(fèi)米能級從0.5eV降到0.3eV時(shí)，高頻的吸收峰頻率遷移量達(dá)到11um，而吸收率卻一直保持在90%以上。

圖1(a)結(jié)構(gòu)圖，(b)雙帶吸收，(c)吸收峰隨費(fèi)米能級的變化最后，研究小組研究了此完美吸收器在傳感器上的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)當(dāng)把不同的聚合物放在此吸收器上后吸收振幅會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。

2016年1月25日，題為“太赫茲波段的雙帶可調(diào)諧完美吸收器”(Dual-band tunable perfect metamaterial absorber in the THz range)的研究成果發(fā)表在光學(xué)期刊Optics Express 上(Vol. 24, Issue 2, pp. 1518-1527 ,Jan.2016)。該研究工作得到國家973計(jì)劃課題和湖北省自然科學(xué)基金的資助。