王爱华，蔡九菊

(东北大学 国家环境保护生态工业重点实验室，辽宁 沈阳，110819)

中红外波段选择性吸收对于热红外成像仪、人体温度监测的耳温计等许多实际应用具有重要意义。近年来，人们对一维光栅在中红外波段波长选择性发射或吸收进行了许多数值和实验研究。Hesketh等[1-2]最早开始了对微机械加工的重掺杂硅表面红外辐射特性的一系列研究。结果表明，在许多波长上横电波(Transverse electric wave，TE波)和横磁波(Transverse magnetic wave，TM 波)都表现出很高的发射率。TM波热辐射在10～12 μm波长区间内表现出相干峰，并且峰值强烈依赖于入射角度。另外，通过激发表面离子化激元可以获得硅光栅在可见光和近红外区域的发射角波瓣[3]。Marquier等[4-5]对由掺杂硅光栅构成的方向性和准各向同性2种热源的各相异性偏振热辐射进行了数值研究，分析了偏振方式和入射角度对于总的半球发射率的影响，同时对重掺杂硅表面的红外热辐射特性进行了数值模拟，发现通过改变掺杂浓度可以调节等离子体频率，同时通过利用表面等离子体激元可以大大改变远场的辐射特性。Laroche等[6]通过对掺杂硅发射率调整途径的研究发现：表面等离子体激元和行进波的有效耦合可以提高重掺杂硅器件的辐射通量。一般地，来自激元谐振的高发射率或吸收率在光谱中表现出很窄的峰值，并且峰值通常依赖于入射角度，除非它的频率与色散关系中的渐进支相匹配[7]。为了克服一维光栅应用中存在的吸收率光谱峰值窄、依赖于入射角度等不足之处，提出采用一维复杂光栅作为二维复杂结构的替代选择。……