超材料電磁吸收體由亞波長尺寸和間隔的光學(xué)諧振體組成，能夠利用強電磁共振來有效地吸收電磁輻射。除了增強吸收之外，人們越來越關(guān)注如何實現(xiàn)多功能吸收體（multi-functional absorbers），例如具有寬帶吸收，強偏振選擇性比的吸收體。傳統(tǒng)上，設(shè)計多功能吸收體需要使用相當大的參數(shù)空間進行復(fù)雜的暴力優(yōu)化（brute-force optimizations），設(shè)計效率相對較低。本文中，我們使用粒子群優(yōu)化算法，設(shè)計并實驗驗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。在目標波段平均光譜吸收超過70％的情況下，該設(shè)計同時實現(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。通過中紅外探測器和成像傳感器的集成，我們的設(shè)備有望實現(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。

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)對封裝技術(shù)的要求比較高，同時存在較強的光學(xué)串擾（Optical crosstalk），而且難以實現(xiàn)雙色探測。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選擇特性的超材料電磁吸收體與紅外像元直接集成起來，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)計紅外偏振探測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 。