一种可以产生法诺共振增强和频率可调谐现象的多层对称超材料

摘要

本发明提供一种可以产生法诺共振增强和频率可调谐现象的多层对称超材料。通过在多层对称超材料的谐振单元阵列中采用矩形晶格排列（即在超材料表面上，谐振单元的水平方向周期长度和垂直方向周期长度不等），使多层对称超材料电偶极子共振得到增强，并与超材料本身所具有的强磁偶极子共振互相作用，使其透射谱中法诺共振现象得到增强，实现陡峭的非对称谐振峰，从而解决了谐振波长的偏移和间隔必须远大于谐振腔带宽的技术问题，提高了多层对称超材料的波长分辨率及其对生物样本折射率变化进行探测的灵敏度。该结构的法诺共振品质因数随谐振单元水平方向周期长度或垂直方向周期长度的增加而增加。同时，其法诺共振波长随谐振单元的水平方向周期长度或垂直方向周期长度的增加而变小（蓝移），因此可以实现法诺共振的调谐。

主权项

一种可以产生法诺共振增强的多层对称超材料，其特征在于，该多层对称超材料由衬底层、下金属层、介质材料层、上金属层、氧化层组成；谐振单元的孔径在20纳米至1微米、高度在60纳米至30微米；谐振单元阵列采用矩形晶格排列，在超材料表面上，谐振单元的水平方向周期长度L_x和垂直方向周期长度L_y不等，水平方向周期长度L_x在40纳米至8微米；垂直方向周期长度L_y在40纳米至8微米；所述多层对称超材料的法诺共振波长覆盖红外到远红外波段；其透射谱上法诺共振品质因数随谐振单元的水平方向周期长度或垂直方向周期长度的增加而增加；其透射谱上的法诺共振波长随谐振单元的水平方向周期长度或垂直方向周期长度的增加而变小。