▌ARMS 在*顯示材料表征中的應(yīng)用對(duì)基于超構(gòu)表面 (meta-surface) 結(jié)構(gòu)的顏色濾光片進(jìn)行微區(qū)角分辨光譜表征
超表面 SPP 結(jié)構(gòu)色 偏振 角分辨光譜
【概述】近，韓國(guó)光云大學(xué)電子信息學(xué)院副院長(zhǎng) Sang-Shin Lee 教授在 Laser & Photonics Reviews 雜志上發(fā)表了一篇名為《Highly reflective subtractive color filters capitalizing on a silicon metasurface integrated with nanostructured aluminum mirrors》的文章。
圖1，該超構(gòu)表面的結(jié)構(gòu)示意圖
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文章描述了一種基于超表面結(jié)構(gòu)的 結(jié)構(gòu)色濾光片，該結(jié)構(gòu)的顯著特點(diǎn)為：基底為區(qū)域差異的周期性硅基納米柱（nanopillar），結(jié)構(gòu)基底上鍍鋁（見(jiàn)圖1）。 這種復(fù)合結(jié)構(gòu)材料可以被用作顏色濾光片，其性能和結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的相關(guān)性。此濾光片具有高分辨率和優(yōu)異的色彩保真度，可以獲得更加生動(dòng)和鮮艷的顏色，在*顯示和色彩成像、打印等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
【樣品 & 測(cè)試】作者采用了 FDTD 方法對(duì)材料進(jìn)行了理論計(jì)算，證實(shí)了濾光片的光學(xué)性能和超材料中周期性納米柱（nanopillar）的圓柱直徑 D 有直接關(guān)系（圖2）。
圖2，濾光片的顏色和超材料表面周期性納米柱（nanopillar）的圓柱直徑 D 有直接關(guān)系
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作為一種*顯示應(yīng)用價(jià)值的功能材料，廣視角光譜性能是*顯示材料很重要的指標(biāo)之一。為了解該材料的角分辨光譜容差范圍，作者選擇部分顏色的濾光片，進(jìn)行了偏振態(tài) TE 模式和 TM 模式光譜理論計(jì)算，并使用復(fù)享的 ARMS 微區(qū)角分辨系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試比較，測(cè)量結(jié)果和理論計(jì)算取得了驚人的一致（見(jiàn)圖3）。實(shí)驗(yàn)證明了該材料在 30° 視角上表現(xiàn)出良好的角度容差（angular tolerance）。
圖3，對(duì)濾光片偏振態(tài)下的角分辨反射光譜進(jìn)行理論計(jì)算與測(cè)量
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圖4，文獻(xiàn)對(duì)復(fù)享 ARMS 的標(biāo)注
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【總結(jié)】作者通過(guò)對(duì)這種金屬納米結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證明了這種超構(gòu)表面具有的諧振效果，這種效果和表面的納米柱狀結(jié)構(gòu)有關(guān)。作者通過(guò)使用復(fù)享的 ARMS 微區(qū)角分辨光譜系統(tǒng)實(shí)測(cè)結(jié)果驗(yàn)證了該結(jié)構(gòu)的理論計(jì)算結(jié)果，證明了該濾光片具有較好的角度容差性能。
復(fù)享光學(xué)顯微角分辨光譜儀 ARMS 能夠在微納尺度下對(duì)超表面樣品進(jìn)行角分辨光譜測(cè)量，為該領(lǐng)域研究的快速進(jìn)展提供了有力的保障。▌
【參考文獻(xiàn)】
? Yue Wenjing, et al. "Highly reflective subtractive color filters capitalizing on a silicon metasurface integrated with nanostructured aluminum mirrors." Laser & Photonics Reviews 11.3 (2017). Link
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