Par rapport aux colorants de couleur traditionnels, la couleur structurelle présente les avantages d'une haute résolution et d'une bonne stabilité, ce qui permet d'obtenir une modulation complète dans la plage de lumière visible. Des structures de métasurface entièrement diélectriques sont proposées pour remplacer les métasurfaces plasmoniques avec des pertes plus élevées. En raison de l'existence d'un mode de résonance dipolaire d'ordre élevé dans la gamme des ondes courtes, l'amélioration de la saturation des couleurs est limitée. Les chercheurs proposent un schéma réalisable pour supprimer le mode dipolaire d'ordre élevé afin de résoudre ce problème.

Dans une étude publiée dans Optics Express , un groupe de recherche dirigé par le professeur Gao Jinsong de l'Institut d'optique, de mécanique fine et de physique de Changchun (CIOMP) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) a proposé un filtre couleur à structure de réseau entièrement diélectrique avec une bande passante étroite et un facteur de qualité élevé .

À l'aide de la méthode du domaine temporel des différences finies, les chercheurs ont mené une étude comparative approfondie sur HfO₂ réseaux et SiO₂ /HfO₂ grilles. Dans ce processus, Gao et son groupe ont découvert que l'ajout de SiO₂ couche a effectivement supprimé la tendance de génération du mode dipôle d'ordre élevé et amélioré la saturation de la couleur structurelle. Le mécanisme physique du résultat a été expliqué par la distribution du champ magnétique et le diagramme vectoriel du champ électrique. Ils ont ensuite exploré l'influence des paramètres structuraux sur la courbe spectrale et la sensibilité de l'état de polarisation.

Sur la base des résultats, le réseau entièrement diélectrique proposé par les chercheurs garantit que la réflectivité à la position maximale est proche de 1 et que la transmission à la position maximale non résonnante dépasse 99 %. Les coordonnées de chromaticité de réalisation occupaient la majeure partie de la zone du diagramme de chromaticité CIE-1931. En ajustant le rapport cyclique, les chercheurs ont obtenu les excellentes caractéristiques spectrales avec le FWHM =2 nm et le facteur de qualité Q =424,5.

Selon les chercheurs, ce réseau entièrement diélectrique présente d'excellentes caractéristiques de haute qualité de couleur structurelle, de faible pleine largeur de demi-maximum et de facteur de haute qualité, ce qui est d'une grande importance pour les domaines de la détection, de l'imagerie d'affichage et d'autres domaines. + Explorer plus loin

La méthode modale simplifiée explore plus en profondeur les réseaux larges et à haute efficacité