​​Filtro de color de estructura de rejilla totalmente dieléctrica

Fig. 1 Diagrama esquemático de la estructura de rejilla para todos los medios.

En comparación con los tintes de color tradicionales, el color estructural tiene las ventajas de una alta resolución y buena estabilidad y puede lograr cambios de color en el rango visible. Debido a la mayor pérdida de la hipersuperficie plasmática, los investigadores han propuesto otra estructura de hipersuperficie para todos los medios; sin embargo, los modos de resonancia dipolar de alto orden en el rango de onda corta reducen la saturación del color. Recientemente, los investigadores han propuesto un esquema factible para suprimir los modos dipolares de orden superior.

Un grupo de investigación dirigido por el profesor Jinsong Gao en el Instituto de Física y Maquinaria de Precisión Óptica de Changchun de la Academia de Ciencias de China, ha propuesto un filtro de color con estructura de rejilla totalmente dieléctrica, factor de calidad alto y ancho de banda estrecho en un estudio publicado en Óptica Express.

Utilizando el método de diferencias finitas en el dominio del tiempo, los investigadores llevaron a cabo un estudio comparativo exhaustivo de rejillas de HfO2 y rejillas de SiO2/HfO2. Descubrieron que la adición de la capa de SiO2 suprimía eficazmente la tendencia a generar modos dipolares de orden superior, mejorando así la saturación del color estructural. Los investigadores explicaron el mecanismo físico de este resultado mediante diagramas de distribución del campo magnético y vectores del campo eléctrico. Exploraron los efectos de los parámetros estructurales sobre el perfil espectral y la sensibilidad del estado de polarización.

Basándose en los resultados de este estudio, los investigadores diseñaron una rejilla totalmente dieléctrica. La rejilla tiene una reflectancia cercana a 1 en el pico y una transmitancia de más del 99 por ciento en la posición del pico no resonante; las coordenadas de cromaticidad alcanzables ocupan una gran parte del diagrama de cromaticidad CIE-1931. Al ajustar el ciclo de trabajo, los investigadores lograron excelentes características espectrales con un ancho total de medio pico de 2 nm y un factor de calidad de Q=424.5.

Los investigadores creen que este tipo de rejilla totalmente dieléctrica tiene las excelentes características de alta calidad de color estructural, ancho total de medio pico bajo y factor de alta calidad, lo cual es de gran importancia en la detección, visualización de imágenes, etc.

Artículo en: Yuanhang Zhao et al., Filtro de color visible de rejilla totalmente dieléctrica de múltiples capas con banda estrecha y factor de alta calidad, Optics Express (2022). DOI: 10.1364/OE.453155.