本發(fā)明涉及相變材料，尤其涉及一種紅外寬帶吸收器。

背景技術(shù)：

1、隨著光學(xué)材料和納米材料技術(shù)的快速發(fā)展，紅外吸收材料在多個領(lǐng)域，特別是在紅外隱身、熱管理、光熱轉(zhuǎn)換、紅外傳感器和能源吸收等方面的應(yīng)用需求日益增加。傳統(tǒng)的吸收材料主要通過金屬-介質(zhì)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對特定波段光的吸收，但大多數(shù)現(xiàn)有技術(shù)面臨以下問題：吸收帶寬窄，無法覆蓋寬波段：現(xiàn)有的許多紅外吸收材料只能在某一狹窄波段內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效吸收，難以覆蓋更廣泛的紅外波段，限制了它們在實(shí)際應(yīng)用中的適用性。吸收效率較低：大多數(shù)傳統(tǒng)吸收材料在特定波段內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)較高的吸收，但整體吸收效率普遍不高，特別是在寬頻段(如1.7μm至12μm)的應(yīng)用中，吸收效率常常難以達(dá)到90％以上。反射率較高，難以實(shí)現(xiàn)低反射率：在實(shí)際應(yīng)用中，尤其是隱身技術(shù)中，低反射率材料至關(guān)重要。然而，許多現(xiàn)有材料在吸收效率與反射率之間的平衡上存在局限，無法有效抑制反射，導(dǎo)致部分光能損失。吸收波段較窄：大部分寬帶吸收主要集中在可見光至2500nm這個區(qū)間，無法進(jìn)一步擴(kuò)展吸收區(qū)間。或者利用光柵、超表面以及其它特殊材料來實(shí)現(xiàn)超寬帶吸收結(jié)構(gòu)為了解決這些問題，這些方法往往無法在整個工作頻段內(nèi)保持電磁阻抗匹配，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工工藝復(fù)雜，且無法實(shí)現(xiàn)超寬帶范圍且高吸收的效果。

2、基于目前的紅外吸收材料存在的缺陷，有必要對此進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提出了一種紅外寬帶吸收器及其制備方法、皮質(zhì)醇濃度檢測方法，以解決或至少部分解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷。

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種紅外寬帶吸收器，包括：

3、襯底；

4、第一金屬層，位于所述襯底表面；

5、第二金屬層，位于所述第一金屬層遠(yuǎn)離所述襯底表面；

6、第一介質(zhì)層，位于所述第二金屬層遠(yuǎn)離所述襯底表面；

7、第三金屬層，位于所述第一介質(zhì)層遠(yuǎn)離所述襯底表面；

8、不對稱布拉格結(jié)構(gòu)層，位于所述第三金屬層遠(yuǎn)離所述襯底表面，所述不對稱布拉格結(jié)構(gòu)層包括相互交錯疊加的相變層、介質(zhì)層；所述介質(zhì)層的材料為相變材料或介質(zhì)材料；

9、防反射層，位于所述不對稱布拉格結(jié)構(gòu)層所述襯底表面；

10、其中，所述相變層在紅外波段的虛部折射率小于1；所述相變層的折射率大于1；

11、所述介質(zhì)層在紅外波段的虛部折射率小于1；

12、所述介質(zhì)層的折射率大于2；

13、所述相變層以及介質(zhì)層的厚度均小于1μm。

14、優(yōu)選的，所述相變層的厚度di＝n×(λ/4ni)+δd1，其中，n為整數(shù)，0﹤δd1≤λ/4ni，λ表示波長，λ≥350nm，ni表示相變層的折射率；

15、所述介質(zhì)層的厚度dj＝n×(λ/4nj)+δd2，其中，n為不對稱布拉格結(jié)構(gòu)層中相變層、介質(zhì)層的層數(shù)之和，0﹤δd2≤λ/4nj，λ表示波長，λ≥350nm，nj表示介質(zhì)層的折射率。

16、優(yōu)選的，所述不對稱布拉格結(jié)構(gòu)層的平均反射率rhr,max小于30％。

17、優(yōu)選的，所述防反射層在紅外波段的虛部折射率小于1，所述防反射層的折射率小于相變層以及介質(zhì)層的折射率。

18、優(yōu)選的，所述不對稱布拉格結(jié)構(gòu)層中相變層、介質(zhì)層的層數(shù)之和≥4。

19、優(yōu)選的，所述相變層所用的相變材料包括gete、sbte、snsb、aginsbte、insbte、gesb、se2sb3、sb2s3和gst中的至少一種；

20、和/或，所述防反射層的材料包括氟化物、氧化物、氮化物、藍(lán)寶石、硒化鋅、硫化鋅、氧化鈦、氧化鉿、聚四氟乙烯中的至少一種。

21、優(yōu)選的，所述第一介質(zhì)層的材料為介質(zhì)材料；

22、所述介質(zhì)層的材料為介質(zhì)材料，所述介質(zhì)材料包括五氧化二鉭、鈮酸鋰、硅、氮化硅、二氧化硅、氟化鈣、聚四氟乙烯、氧化鋁、石英、硅、二氧化鈦、五氧化二鉭、硫化鋅、氮化鋁和鎂鋁尖晶石中的至少一種；

23、所述第一介質(zhì)層在紅外波段的虛部折射率小于1；第一介質(zhì)層的折射率大于2。

24、優(yōu)選的，所述介質(zhì)層的材料為相變材料，所述相變材料包括gete、sbte、snsb、aginsbte、insbte、gesb、se2sb3、sb2s3和gst中的至少一種。

25、優(yōu)選的，所述第一金屬層、第二金屬層、第三金屬層所用的材料包括金、鋁、銅、銀、鈦、鉬、鎳、鉻、鐵、鍺中的至少一種；

26、所述第一金屬層、第三金屬層在紅外波段的虛部折射率大于2；

27、所述第一金屬層、第二金屬層、第三金屬層的折射率大于2；

28、所述第一金屬層的厚度大于100nm小于1μm；

29、所述第二金屬層的厚度大于50nm小于1μm；

30、所述第三金屬層的厚度小于200nm大于10nm；

31、所述防反射層的厚度小于1μm；

32、所述相變層的厚度小于500nm。

33、優(yōu)選的，所述不對稱布拉格結(jié)構(gòu)層包括包括依次層疊設(shè)置的第一相變層、第二介質(zhì)層、第二相變層、第三介質(zhì)層、第三相變層、第四介質(zhì)層；

34、其中，防反射層的材料為mgf2、厚度為450～1000nm；

35、第四介質(zhì)層的材料為tio2、厚度為200nm～500nm；

36、第三相變層的材料為ag5in4sb76te17、厚度為10nm～200nm；

37、第三介質(zhì)層的材料為tio2、厚度為10nm～400nm；

38、第二相變層的材料為ag5in4sb76te17，厚度為10nm～400nm；

39、第二介質(zhì)層的材料為tio2、厚度為20nm～400nm；

40、第一相變層的材料為ag5in4sb76te17，厚度為20nm-400nm；

41、第三金屬層的材料為cr、厚度為20nm～300nm；

42、第一介質(zhì)層的材料為tio2、厚度為20nm～400nm；

43、第二金屬層的材料為ge、厚度為50nm～200nm；第一金屬層的材料為cr、厚度＞300nm。

44、本發(fā)明的紅外寬帶吸收器相對于現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果：

45、1、本發(fā)明的紅外寬帶吸收器，包括襯底、第一金屬層、第二金屬層、第一介質(zhì)層、第三金屬層、不對稱布拉格結(jié)構(gòu)層、防反射層；本發(fā)明通過引入不反對稱布拉格結(jié)構(gòu)層與吸收率較高的金屬材料薄膜共同組成一個高效的吸收結(jié)構(gòu)。相變材料與介質(zhì)材料構(gòu)成反對稱的布拉格結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提升器件的吸收率，并結(jié)合mgf2低折射率層，通過優(yōu)化各層材料與厚度，實(shí)現(xiàn)對不同波長光的有效抑制反射與增強(qiáng)吸收。該結(jié)構(gòu)可采用磁控濺射等常規(guī)薄膜制備工藝制成，具有超寬帶吸收效率高、制備簡單、可大面積制備等優(yōu)點(diǎn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的紅外寬帶吸收器結(jié)構(gòu)簡單，且在超寬范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)90％以上的吸收效果，吸收相對帶寬超過152.8％，不僅為超寬光譜探測提供了重大契機(jī)，也為超寬光譜對抗與隱身提供了可行的技術(shù)途徑，有望實(shí)現(xiàn)對主、被動復(fù)合傳感探測裝備的對抗與隱身，拓展了材料在紅外吸收、紅外隱身、光熱轉(zhuǎn)換以及傳感等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。