物理科技生物学-PHYICA

无与JUKD-871伦比的光学涂层

纳米技术 2022-07-22 23:58:35

罗切斯特大学 罗切斯特大学光学教授郭春雷实验室的研究人员开发了一种光学涂层,在反射(如图)和透射中显示出相同的颜色

学分:罗切斯特大学

亚当·芬斯特 一个多世纪以来,光学涂层被用来更好地反射来自透镜和其他装置的特定波长的光,或者相反地,更好地透射特定波长的光

例如,有色眼镜上的涂层会反射或“阻挡”有害的蓝光和紫外线

但是直到现在,还没有开发出能同时反射和透射相同波长或颜色的光学涂层

在《自然纳米技术》的一篇论文中,罗切斯特大学和凯斯西储大学的研究人员描述了一种新的光学涂层,即所谓的法诺共振光学涂层(FROCs),它可以用于滤光器,以反射和透射纯度极高的颜色。

此外,可以使涂层仅完全反射非常窄的波长范围

“反射光的窄度很重要,因为我们想对波长进行非常精确的控制,”相应的作者、罗切斯特光学研究所教授郭春雷说

“在我们的技术出现之前,唯一能做到这一点的涂层是多层介质镜,它要厚得多,具有很强的角度依赖性,制造成本也高得多

因此,我们的涂层可以是低成本和高性能的替代品

" 研究人员设想了新技术的一些应用

例如,他们展示了如何使用荧光光谱来分离太阳光谱的热波段和光电波段

这种能力可以提高使用混合热电发电作为太阳能选项的设备的效率

郭说:“只将太阳光谱中有用的波段引导到光伏电池可以防止电池过热。”

这项技术还可以使光伏电池的寿命延长六倍

郭说,其余部分“被吸收为热能,这些热能可以用于其他方面,包括夜间储能、发电、太阳能驱动的水净化或加热供水。”

“这些光学涂层显然可以做很多其他涂层做不到的事情,”郭补充道

但和其他新发现一样,“我们或其他实验室需要一点时间来进一步研究这个问题,并提出更多的应用

“即使在激光发明的时候,人们最初也不知道如何使用它

寻找应用程序是一件新鲜事

" 郭的实验室,高强度飞秒激光实验室,以其在利用飞秒激光在金属表面刻蚀独特性质方面的开创性工作而闻名

FROC项目源于一种探索“平行”方法的愿望,以创造不涉及激光蚀刻的独特表面

“有些应用用激光更容易,但有些不用激光更容易,”郭说

费诺共振,以物理学家乌戈·费诺的名字命名,是一种广泛存在的波散射现象,最初是作为涉及电子的原子物理的基本原理观察到的

后来,研究人员发现同样的现象也可以在光学系统中观察到

“但这涉及到非常复杂的设计,”郭说

郭和他的同事们发现了一种更简单的方法来利用光学涂层中的法诺共振

他们在金属表面涂上一层15纳米厚的锗薄膜,形成一个能够吸收宽带波长的表面

他们把它和一个支持窄带共振的空腔结合在一起

耦合腔表现出能够反射非常窄的光带的法诺共振

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