Filtre de couleur à structure de réseau entièrement diélectrique

Fig. 1 Diagramme schématique de la structure du réseau tous supports

Par rapport aux colorants traditionnels, la couleur structurelle présente les avantages d'une haute résolution et d'une bonne stabilité et peut permettre une commutation de couleur dans la plage visible. En raison de la perte accrue de l’hypersurface plasmatique, les chercheurs ont proposé une autre structure d’hypersurface tous supports ; cependant, les modes de résonance dipolaire d'ordre élevé dans la gamme des ondes courtes réduisent la saturation des couleurs. Récemment, des chercheurs ont proposé un schéma réalisable pour supprimer les modes dipolaires d’ordre supérieur.

Dans une étude publiée dans Optique Express.

En utilisant la méthode des différences finies dans le domaine temporel, les chercheurs ont mené une étude comparative complète des réseaux HfO2 et des réseaux SiO2/HfO2. Ils ont constaté que l’ajout de la couche de SiO2 supprimait efficacement la tendance à générer des modes dipolaires d’ordre supérieur, améliorant ainsi la saturation de la couleur structurelle. Les chercheurs ont expliqué le mécanisme physique de ce résultat à travers la distribution du champ magnétique et des tracés vectoriels du champ électrique. Ils ont exploré les effets des paramètres structurels sur le profil spectral et la sensibilité de l'état de polarisation.

Sur la base des résultats de cette étude, les chercheurs ont conçu un réseau entièrement diélectrique. Le réseau a une réflectance proche de 1 au sommet et une transmission de plus de 99 pour cent à la position du pic non résonant ; les coordonnées chromatiques réalisables occupent une grande partie du diagramme de chromaticité CIE-1931. En ajustant le rapport cyclique, les chercheurs ont obtenu d'excellentes caractéristiques spectrales avec une largeur totale de demi-pic de 2 nm et un facteur de qualité de Q=424.5.

Les chercheurs pensent que ce type de réseau entièrement diélectrique présente les excellentes caractéristiques d'une qualité de couleur structurelle élevée, d'une faible largeur de demi-crête et d'un facteur de qualité élevé, ce qui est d'une grande importance pour la détection, l'imagerie d'affichage, etc.

Article dans : Yuanhang Zhao et al., Filtre de couleur visible à réseau entièrement diélectrique multicouche avec une bande étroite et un facteur de haute qualité, Optics Express (2022). DOI : 10.1364/OE.453155.