本技术属于偏振敏感超材料电磁吸收器，具体涉及基于二维钛光栅的紫外-近红外偏振敏感超材料吸收器。
背景技术：
1、超材料(metamaterials,mms)是人工制造的亚波长周期或非周期纳米结构，由于其负介电常数和磁导率也被称为“左手材料”，与天然材料相比mms具有极强的操纵电磁波相位、振幅和极化的能力。自2008年landy等首次实验证明超材料吸收器(metamaterialabsorbers,mma)以来，mma被广泛应用于光热转换、成像、热辐射器、光电探测器、光学传感器和滤波器等方面。目前，超材料吸收器的研究主要集中在设计结构简单、易制造、功能集成度高的新一代超材料吸收器。其中，光栅结构因其结构简单、制造成本低而被广泛关注。比如，人们利用光栅结构已经可以实现从紫外到近红外的完美吸收，然而这些吸收器大都功能单一，表现为宽带吸收/窄带吸收，吸收不可调谐，且无法实现对入射光偏振响应的能力。
2、在一些探测偏振光的应用场景中，需要设计选择性吸收沿某一方向偏振的电磁波的超材料吸收器。这种偏振选择吸收器应当满足对某一偏振方向电磁波尽可能大的吸收而对与其正交的偏振方向的电磁波尽可能小的吸收。这种偏振敏感吸收器在偏振成像和偏振探测等方面有重要的应用价值。
技术实现思路
1、本实用新型的目的在于针对现有技术存在的上述问题，提供基于二维钛光栅的紫外-近红外偏振敏感超材料吸收器，可根据入射光的偏振方向主动调节为超宽带完美吸收或者单峰窄带吸收。
2、本实用新型的上述目的通过以下技术手段来实现：
3、基于二维钛光栅的紫外-近红外偏振敏感超材料吸收器，包括金膜衬底，金膜衬底的长度方向、宽度方向、厚度方向分别定义为x方向、y方向、和z方向，金膜衬底的顶面设置有多行二氧化硅光栅单元，各行二氧化硅光栅单元的延伸方向均平行于x方向，每个二氧化硅光栅单元的顶面沿x方向依次设置有多个钛光栅单元。
4、如上所述钛光栅单元为四棱台形状，钛光栅单元的底面和顶面均为矩形，钛光栅单元的底面和顶面的长度方向均平行于x方向，钛光栅单元的底面和顶面的宽度方向均平行于y方向，钛光栅单元的底面的长度大于钛光栅单元的底面的宽度，且钛光栅单元的顶面的长度大于钛光栅单元的顶面的宽度。
5、如上所述二氧化硅光栅单元为长条形，二氧化硅光栅单元的长度方向平行于x方向，二氧化硅光栅单元的宽度方向平行于y方向，二氧化硅光栅单元的高度方向平行于z方向。
6、如上所述钛光栅单元的底面和顶面共z方向中心垂线，钛光栅单元的底面和顶面的宽度相同，钛光栅单元的底面的长度大于顶面的长度。
7、如上所述钛光栅单元的底面的宽度小于二氧化硅光栅单元的宽度。
8、每个如上所述二氧化硅光栅单元的顶面的钛光栅单元呈行分布，所有二氧化硅光栅单元的顶面的钛光栅单元整体呈阵列分布，阵列分布的钛光栅单元的行中心间距为py，阵列分布的钛光栅单元的列中心间距为px，相邻的二氧化硅光栅单元之间的行中心间距为p′y。
9、对于如上所述阵列分布的钛光栅单元和二氧化硅光栅单元，px＝py＝p′y。
10、如上所述钛光栅单元的顶面的长度和宽度分别记为x11和y11，钛光栅单元的底面在长度和宽度分别记为x12和y12，有：x11<x12，0.936px≤x12≤px，y11＝y12，
11、二氧化硅光栅单元的宽度记为y2，有y12<y2<p′y。
12、对于如上所述阵列分布的钛光栅单元和二氧化硅光栅单元，px＝py＝p′y＝250nm；
13、所述钛光栅单元的顶面的长度x11的取值范围为170nm～230nm、钛光栅单元的底面的长度x12的取值范围为234nm～250nm,钛光栅单元的顶面的宽度y11和钛光栅单元的底面的宽度y12均为13nm，钛光栅单元的厚度取值范围为430nm～620nm；
14、所述二氧化硅光栅单元的宽度y2取值范围为56～120nm，二氧化硅光栅单元的厚度取值范围为105nm～110nm；
15、所述金膜衬底的厚度取值范围为≥100nm。
16、本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：
17、1、基于二维钛光栅的紫外-近红外偏振敏感超材料吸收器在宽带完美吸收方面表现出卓越的性能，在300-2400nm实现x偏振光平均吸收率为95.72％的超宽带吸收，使其在太阳能收集、光电转换等方面具有巨大的应用价值。
18、2、y偏振光入射时吸收器在351nm处表现为吸收率为98.84％的单峰窄带吸收，可应用于传感探测、光学传感器等方面。
19、3、入射角度不影响吸收器的宽带吸收和单峰窄带吸收的性能保证了良好的光谱稳定性，有利于太阳能收集和传感探测。
20、4、吸收器在400-2400nm实现偏振角度选择性吸收，x偏振光和y偏振光的最大偏振消光比为32、平均偏振消光比为25.73，可以应用于偏振成像和偏振探测。
21、5、在单个器件中同时实现偏振响应的宽带/窄带完美吸收，为多功能光子集成提供了一个潜在的解决方案。
1.基于二维钛光栅的紫外-近红外偏振敏感超材料吸收器，包括金膜衬底(3)，金膜衬底(3)的长度方向、宽度方向、厚度方向分别定义为x方向、y方向、和z方向，其特征在于，金膜衬底(3)的顶面设置有多行二氧化硅光栅单元(2)，各行二氧化硅光栅单元(2)的延伸方向均平行于x方向，每个二氧化硅光栅单元(2)的顶面沿x方向依次设置有多个钛光栅单元(1)。
2.根据权利要求1所述基于二维钛光栅的紫外-近红外偏振敏感超材料吸收器，其特征在于，钛光栅单元(1)为四棱台形状，钛光栅单元(1)的底面和顶面均为矩形，钛光栅单元(1)的底面和顶面的长度方向均平行于x方向，钛光栅单元(1)的底面和顶面的宽度方向均平行于y方向，钛光栅单元(1)的底面的长度大于钛光栅单元(1)的底面的宽度，且钛光栅单元(1)的顶面的长度大于钛光栅单元(1)的顶面的宽度。
3.根据权利要求2所述基于二维钛光栅的紫外-近红外偏振敏感超材料吸收器，其特征在于，
4.根据权利要求3所述基于二维钛光栅的紫外-近红外偏振敏感超材料吸收器，其特征在于，所述钛光栅单元(1)的底面和顶面共z方向中心垂线，钛光栅单元(1)的底面和顶面的宽度相同，钛光栅单元(1)的底面的长度大于顶面的长度。
5.根据权利要求4所述基于二维钛光栅的紫外-近红外偏振敏感超材料吸收器，其特征在于，所述钛光栅单元(1)的底面的宽度小于二氧化硅光栅单元(2)的宽度。
6.根据权利要求4所述基于二维钛光栅的紫外-近红外偏振敏感超材料吸收器，其特征在于，
7.根据权利要求6所述基于二维钛光栅的紫外-近红外偏振敏感超材料吸收器，其特征在于，对于所述阵列分布的钛光栅单元(1)和二氧化硅光栅单元(2)，px＝py＝p′y。
8.根据权利要求6所述基于二维钛光栅的紫外-近红外偏振敏感超材料吸收器，其特征在于，
9.根据权利要求6所述基于二维钛光栅的紫外-近红外偏振敏感超材料吸收器，其特征在于，
