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      ▌ARMS 在先進顯示材料表征中的應用
      對基于超構表面 (meta-surface) 結構的顏色濾光片進行微區角分辨光譜表征


         超表面      SPP      結構色      偏振      角分辨光譜   

      【概述】最近,韓國光云大學電子信息學院副院長 Sang-Shin Lee 教授在 Laser & Photonics Reviews 雜志上發表了一篇名為《Highly reflective subtractive color filters capitalizing on a silicon metasurface integrated with nanostructured aluminum mirrors》的文章。
            
      該超構表面的結構示意圖
      圖1,該超構表面的結構示意圖

      文章描述了一種基于超表面結構的 結構色濾光片,該結構的顯著特點為:基底為區域差異的周期性硅基納米柱(nanopillar),結構基底上鍍鋁(見圖1)。 這種復合結構材料可以被用作顏色濾光片,其性能和結構具有較強的相關性。此濾光片具有高分辨率和優異的色彩保真度,可以獲得更加生動和鮮艷的顏色,在先進顯示和色彩成像、打印等領域具有潛在的應用價值。
            
            【樣品 & 測試】作者采用了 FDTD 方法對材料進行了理論計算,證實了濾光片的光學性能和超材料中周期性納米柱(nanopillar)的圓柱直徑 D 有直接關系(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 有直接關系
      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 有直接關系

      作為一種先進顯示應用價值的功能材料,廣視角光譜性能是先進顯示材料很重要的指標之一。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,進行了偏振態 TE 模式和 TM 模式光譜理論計算,并使用復享的 ARMS 微區角分辨系統進行了測試比較,測量結果和理論計算取得了驚人的一致(見圖3)。實驗證明了該材料在 30° 視角上表現出良好的角度容差(angular tolerance)。
      對濾光片偏振態下的角分辨反射光譜進行理論計算與測量
      圖3,對濾光片偏振態下的角分辨反射光譜進行理論計算與測量

      文獻對復享 ARMS 的標注
      圖4,文獻對復享 ARMS 的標注

      【總結】作者通過對這種金屬納米結構進行實驗,證明了這種超構表面具有高效的諧振效果,這種效果和表面的納米柱狀結構有關。作者通過使用復享的 ARMS 微區角分辨光譜系統實測結果驗證了該結構的理論計算結果,證明了該濾光片具有較好的角度容差性能。
            
            復享光學顯微角分辨光譜儀 ARMS 能夠在微納尺度下對超表面樣品進行角分辨光譜測量,為該領域研究的快速進展提供了有力的保障。
      【參考文獻】
            ? 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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