超材料電磁吸收體由亞波長(zhǎng)尺寸和間隔的光學(xué)諧振體組成，能夠利用強(qiáng)電磁共振來(lái)有效地吸收電磁輻射。除了增強(qiáng)吸收之外，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注如何實(shí)現(xiàn)多功能吸收體（multi-functional absorbers），例如具有寬帶吸收，強(qiáng)偏振選擇性比的吸收體。傳統(tǒng)上，設(shè)計(jì)多功能吸收體需要使用相當(dāng)大的參數(shù)空間進(jìn)行復(fù)雜的暴力優(yōu)化（brute-force optimizations），設(shè)計(jì)效率相對(duì)較低。本文中，我們使用粒子群優(yōu)化算法，設(shè)計(jì)并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證寬帶和高偏振選擇性的中紅外金屬 - 絕緣體 - 金屬吸收體，覆蓋重要的3-5μm大氣透明窗口。在目標(biāo)波段平均光譜吸收超過(guò)70％的情況下，該設(shè)計(jì)同時(shí)實(shí)現(xiàn)了40.6的高偏振消光比。我們還研究了光譜吸收的入射角依賴性并闡明了光學(xué)損耗的起因。通過(guò)中紅外探測(cè)器和成像傳感器的集成，我們的設(shè)備有望實(shí)現(xiàn)新的應(yīng)用，如用于遙感的中紅外全斯托克斯成像偏振探測(cè)。

傳統(tǒng)的紅外偏振成像架構(gòu)采用的是“微線柵偏振片+紅外像元”的形式，這種結(jié)構(gòu)對(duì)封裝技術(shù)的要求比較高，同時(shí)存在較強(qiáng)的光學(xué)串?dāng)_（Optical crosstalk），而且難以實(shí)現(xiàn)雙色探測(cè)。華中科技大學(xué)光電信息學(xué)院博士生李君宇在副教授易飛的指導(dǎo)下，另辟蹊徑，利用橫向排列的多尺寸條狀金屬微結(jié)構(gòu)的諧振峰之間的耦合效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了兼具帶通吸收以及高偏振選擇特性的超材料電磁吸收體，并提出將具有偏振選擇和波長(zhǎng)選擇特性的超材料電磁吸收體與紅外像元直接集成起來(lái)，構(gòu)建出一種新型的紅外像元結(jié)構(gòu)，力求從像元層面克服傳統(tǒng)架構(gòu)的不足。本文的結(jié)果為設(shè)計(jì)紅外偏振探測(cè)以及紅外偏振成像開辟了一條新的道路。(日前，該工作已在著名光學(xué)期刊Optics Express (IF: 3.307) 上發(fā)表 。