石墨烯纳米带修饰微悬臂梁的光热偏转特性研究

摘要

针对传统双层悬臂梁存在吸收效率低的难题,提出了一种通过激发石墨烯纳米带表面等离激元以提高悬臂梁光热偏转特性的方法。首先,基于有限元法建立了石墨烯纳米带修饰微悬臂梁的光学模型,并通过优化石墨烯纳米带及悬臂梁的结构参数,实现了对入射光波的完美吸收（100%）;其次,建立了悬臂梁的热力学模型,采用Ansys软件仿真计算了脉冲激光参数对悬臂梁光热偏转特性的影响。结果表明：在波长为10.7μm处,石墨烯纳米带修饰微悬臂梁的光热偏转灵敏度是传统双层悬臂梁光热偏转灵敏度的5倍,并且,在9.5-13.5μm的整个宽波段范围内,石墨烯纳米带修饰微悬臂梁的光热偏转灵敏度均大于传统双层悬臂梁光热偏转灵敏度的4倍。