Heldielektriskt färgfilter för gallerstruktur

Fig. 1 Schematiskt diagram av gallerstrukturen för all media

Jämfört med de traditionella färgämnena har den strukturella färgen fördelarna med hög upplösning och god stabilitet och kan uppnå färgväxling i det synliga området. På grund av den ökade förlusten av plasma-hyperytan har forskare föreslagit en annan all-media hypersurface-struktur; dock reducerar högordningens dipolresonanslägen i kortvågsområdet färgmättnaden. Nyligen har forskare föreslagit ett genomförbart schema för att undertrycka de högre ordningens dipollägen.

En forskargrupp ledd av professor Jinsong Gao vid Changchun Institute of Optical Precision Machinery and Physics, Chinese Academy of Sciences, har föreslagit ett färgfilter med smal bandbredd, högkvalitativt, helt dielektriskt gitterstrukturerat färgfilter i en studie publicerad i Optik Express.

Med hjälp av tidsdomänens ändliga skillnadsmetoden genomförde forskarna en omfattande jämförande studie av HfO2-gitter och SiO2/HfO2-gitter. De fann att tillsatsen av SiO2-skiktet effektivt undertryckte tendensen hos högre ordningens dipollägen att genereras, vilket förbättrade mättnaden av den strukturella färgen. Forskarna förklarade den fysiska mekanismen för detta resultat genom magnetfältsfördelning och elektriska fältvektordiagram. De undersökte effekterna av strukturella parametrar på spektralprofilen och polarisationstillståndskänsligheten.

Baserat på resultaten av denna studie designade forskarna ett helt dielektriskt gitter. Gittret har en reflektans nära 1 vid toppen och en transmittans på mer än 99 procent vid den icke-resonanta topppositionen; de uppnåbara kromaticitetskoordinaterna upptar en stor del av CIE-1931 kromaticitetsdiagrammet. Genom att justera arbetscykeln uppnådde forskarna utmärkta spektrala egenskaper med en halvtopps full bredd på 2 nm och en kvalitetsfaktor på Q=424.5.

Forskarna tror att den här typen av helt dielektriska gitter har de utmärkta egenskaperna med hög strukturell färgkvalitet, låg halvtopps full bredd och högkvalitativ faktor, vilket är av stor betydelse vid avkänning, bildvisning och så vidare.

Artikel i: Yuanhang Zhao et al., Multi-layered all-dielektriskt gitter synligt färgfilter med ett smalt band och hög kvalitetsfaktor, Optics Express (2022). DOI: 10.1364/OE.453155.