第 35 卷 第 1 期
2015 年 1 月
Vol. 35, No. 1
January, 2015
光 学 学 报
ACTA OPTICA SINICA
0116003-
金属-光子晶体-金属结构中的双波 TE 偏振完美吸收
陆苏青 巢小刚 陈宪锋 唐 斌
常州大学数理学院, 江苏 常州 213164
摘要 设计了一个一维金属（M
1
）-光子晶体（PC）-金属(M
2
)结构，利用传输矩阵理论，通过 M
1
-PC-M
2
结构反射谱中的
dip（凹处）来确定光学 Tamm 态（OTS），数值计算表明在金属与光子晶体界面处存在两个 OTSs，当 45 nm≤d
M1
≤52 nm 时，
M
1
-PC-M
2
结构可同时实现对两个 OTSs 的横向电场(TE)偏振完美吸收，吸收峰的峰值波长约为 743.1 nm 与 745.7 nm，
吸收率均在 95%以上。当入射角从 0°增大到 60°，该结构对两个 OTSs 的吸收率均在 95%以上，同时实现对两个 OTSs
的 TE 偏振完美吸收，并且两个吸收峰的峰值波长发生蓝移。当光子晶体周期数在 7 到 15 之间变化时，均可实现双波
TE 偏振完美吸收。
关键词 物理光学；光学 Tamm 态；传输矩阵；双波；横向电场偏振；完美吸收
中图分类号 O436.2 文献标识码 A
doi: 10.3788/AOS201535.0116003
TE Polarization Perfect Absorption with Dual-band in
Metal-Photonic Crystal-Metal Structure
Lu Suqing Chao Xiaogang Chen Xianfeng Tang bin
School of Physics and Mathematics, Changzhou University, Changzhou, Jiangsu 213164, China
Abstract Design of a one-dimensional metal-photonic crystal-metal(M
1
-PC-M
2
) structure is presented. The
existence of optical Tamm state (OTS), corresponding to dips in the reflection spectra of the structure, which
is determined by the transfer- matrix method. Numerical results show that two OTSs appear at the interface
between the metal film and photonic crystal, transverse electric (TE) polarization perfect absorption with dual-
band as high as over 95% is achieved when 45 nm≤d
M1
≤52 nm, and two absorption wavelengths are near 743.1
nm and 745.7 nm. As the incident angles increase from 0° to 60° , the absorption of two OTSs can still stay
above 95%, the M
1
-PC- M
2
structure achieving TE polarization perfect absorption of two OTSs simultaneously,
and the blue- shifts of both absorption peaks occurs. When the number of period of photonic crystal is
between seven and fifteen, TE polarization perfect absorption with dual-band is always accomplished.
Key words physical optics; optical Tamm states; transfer matrix method; dual- band; transverse electric
polarization; perfect absorption
OCIS codes 160.4670 ; 160.4760 ; 160.5298 ; 230.4170
收稿日期: 2014-07-08; 收到修改稿日期: 2014-08-13
基金项目: 国家自然科学基金(61107055)
作者简介: 陆苏青（1988—），女，硕士研究生，主要从事凝聚态物理专业方面的研究。E-mail: lusuqing-20@163.com
导师简介: 巢小刚（1977—），男，硕士，副教授，主要从事光子晶体与非线性光学方面的研究。E-mail: cxg210@sohu.com
1 引 言
在太阳能、热传感、隐身技术等诸多领域
[1-4]
，都需要对电磁波能量有较高的吸收率。然而由于反射和散
射效应，实现对某个电磁波频率的高吸收并非易事。2008 年，Landy 等
[5]
首次提出了完美吸收的概念，他们在
以 电 磁 谐 振 器 为 基 本 周 期 单 元 的 超 材 料 完 美 吸 收 器 中 ，实现 了 对 电 磁 波 高 达 96% 的 吸 收 ，吸 收 频 率 约 为
11.5 GHz。随后，人们相继设计出双波段完美吸收器
[6]
、多波段完美吸收器
[7]
、广角度完美吸收器
[8]
、可调完美
吸收器
[9]
，吸收频率从微波频段拓展到可见光频段。
光学 Tamm 态（OTS）是一种新型电 磁界 面模 式，广 泛存 在于 光子晶体异 质结 或金 属与 光子 晶体的分界
1
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