Filtre de color d'estructura de reixeta totalment dielèctrica

Fig. 1 Diagrama esquemàtic de l'estructura de reixeta de tots els mitjans

En comparació amb els colorants tradicionals, el color estructural té els avantatges d'una alta resolució i una bona estabilitat i pot aconseguir un canvi de color en el rang visible. A causa de l'augment de la pèrdua de la hipersuperfície plasmàtica, els investigadors han proposat una altra estructura d'hipersuperfície de tots els mitjans; tanmateix, els modes de ressonància dipols d'alt ordre en el rang d'ona curta redueixen la saturació del color. Recentment, els investigadors han proposat un esquema factible per suprimir els modes dipols d'ordre superior.

Un grup d'investigació dirigit pel professor Jinsong Gao de l'Institut de Física i Maquinària de Precisió Òptica de Changchun de l'Acadèmia Xinesa de Ciències, ha proposat un filtre de color d'ample de banda estret, factor d'alta qualitat i estructurat de reixes dielèctriques en un estudi publicat a Òptica Express.

Mitjançant el mètode de diferències finites en el domini temporal, els investigadors van realitzar un estudi comparatiu exhaustiu de les reixes HfO2 i les reixes SiO2/HfO2. Van trobar que l'addició de la capa de SiO2 va suprimir eficaçment la tendència a generar modes dipols d'ordre superior, millorant així la saturació del color estructural. Els investigadors van explicar el mecanisme físic d'aquest resultat mitjançant la distribució del camp magnètic i els diagrames vectorials del camp elèctric. Van explorar els efectes dels paràmetres estructurals sobre el perfil espectral i la sensibilitat de l'estat de polarització.

A partir dels resultats d'aquest estudi, els investigadors van dissenyar una reixa totalment dielèctrica. La reixeta té una reflectància propera a 1 al pic i una transmitància de més del 99 per cent a la posició del pic no ressonant; les coordenades de cromaticitat possibles ocupen una gran part del diagrama de cromaticitat CIE-1931. En ajustar el cicle de treball, els investigadors van aconseguir excel·lents característiques espectrals amb una amplada completa de mig pic de 2 nm i un factor de qualitat de Q=424.5.

Els investigadors creuen que aquest tipus de reixeta totalment dielèctrica té les excel·lents característiques d'una alta qualitat de color estructural, una amplada completa de mig pic baix i un factor d'alta qualitat, que és de gran importància en la detecció, la visualització d'imatges, etc.

Article a: Yuanhang Zhao et al., Filtre de color visible de reixeta totalment dielèctrica de múltiples capes amb una banda estreta i un factor d'alta qualitat, Optics Express (2022). DOI: 10.1364/OE.453155.