基于准连续域束缚态的薛定谔红像素
光学
2021-06-24 v1 应用物理
摘要
尽管结构色在自然界中无处不在，饱和红色却神秘地缺失。因此，一个长期存在的问题是制造出反射率接近理论极限的纳米结构表面。该极限被称为薛定谔红，要求在蓝绿波长处完全抑制高阶共振，并从“阻带”到高反射“通带”具有尖锐的谱跃迁。当前基于金属或介电纳米天线的方法不足以同时满足这些条件。在此，我们首次设计并制备了石英衬底上的高硅纳米天线阵列，以支持红波长处两个部分重叠的 y 偏振准连续域束缚态（q-BIC）模式，并具有尖锐的谱边缘。这些结构产生了可能是最饱和和最亮的红色，反射率约 80%，超越了 sRGB 中的红顶点甚至镉红颜料。我们采用梯度下降算法，以支撑 q-BIC 的结构为起点。尽管当前设计依赖偏振，所提出的范式已使我们实现了难以捉摸的结构红，且该设计原理可推广至其他颜色的薛定谔像素。该设计适合利用其他纳米加工技术放大以用于更大面积应用，例如显示器中的红像素、装饰涂层，以及具有高波长选择性的微型光谱仪。
引用
@article{arxiv.2106.12285,
title = {Schrodinger's Red Pixel by Quasi Bound-State-In-Continuum},
author = {Zhaogang Dong and Lei Jin and Soroosh Daqiqeh Rezaei and Hao Wang and Yang Chen and Febiana Tjiptoharsono and Jinfa Ho and Sergey Gorelik and Ray Jia Hong Ng and Qifeng Ruan and Cheng-Wei Qiu and Joel K. W. Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.12285},
year = {2021}
}
备注
40 pages, 4 figures in the main text, 15 figures in the supplementary information