哈佛大學(xué)工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院（SEAS）的研究人員能通過(guò)精確控制光學(xué)納米“天線(xiàn)”的形狀，使其針對(duì)不同顏色的光線(xiàn)和角度不同的偏振，作出差異化的反應(yīng)，從而設(shè)計(jì)出新型的可控濾色器——彩色等離子偏振器。這一進(jìn)展有望應(yīng)用于顯示器制造和生物成像等，甚至可被用于制造貨幣上的隱形安全標(biāo)志。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)布在近期出版的《納米快報(bào)》雜志上。
傳統(tǒng)的紅、綠、藍(lán)（RGB）三原色濾光片被用于制造具有固定輸出顏色的電視和顯示器等，并通過(guò)色彩混合制造出更豐富的色調(diào)。與之相反，基于納米“天線(xiàn)”制成的濾色器的每個(gè)像素都是動(dòng)態(tài)的，能在入射光的偏振改變時(shí)生成不同的顏色。
該學(xué)院電子工程系副教授肯尼斯·克羅澤爾及其同事設(shè)計(jì)了金屬納米粒子的大小和形狀，使所顯示的顏色依賴(lài)于照射光線(xiàn)的偏振。克羅澤爾稱(chēng)，納米粒子可被看作天線(xiàn)，就像被用于無(wú)線(xiàn)通訊的天線(xiàn)一樣，但尺寸更小，也能在可見(jiàn)的頻率中進(jìn)行操作。
為了證明這種技術(shù)的可能性，科學(xué)家制出了“LSP”，即“局域表面等離子體”的字母縮寫(xiě)樣本。通過(guò)變化入射光的偏振角度，字母LSP會(huì)逐漸改變顏色，從黃色變?yōu)樗{(lán)色。在光線(xiàn)未發(fā)生偏振或光線(xiàn)偏振至45度時(shí)，字母處于隱形狀態(tài)，字母和背景均為灰色；在偏振至90度時(shí)，字母會(huì)顯現(xiàn)為生動(dòng)的黃色，并以藍(lán)色為背景；偏振至0度時(shí)，字母的顏色又會(huì)顛倒過(guò)來(lái)變?yōu)樗{(lán)色，并以黃色為背景。
克羅澤爾說(shuō)，這項(xiàng)工作的不尋常之處在于制成的濾色器可根據(jù)光線(xiàn)的偏振角度作出反應(yīng)。這種彩色等離子偏振器結(jié)合了兩種結(jié)構(gòu)，每一種都有不同的光譜響應(yīng)，而人眼能夠看到兩種光譜響應(yīng)混合而成的顏色。雖然目前想看到所制作樣本中的色彩效果仍需掃描電子顯微鏡放大，但大規(guī)模納米印刷技術(shù)的發(fā)展有望制造出肉眼可直接觀(guān)看的樣本。
克羅澤爾表示，他們?cè)O(shè)想出了多種應(yīng)用，例如可借助新型濾色器在顯示器或照相機(jī)中呈現(xiàn)不同的顏色，在生物成像中展示組織的偏振效應(yīng)，以及將此項(xiàng)技術(shù)融入商標(biāo)或紙張的制造中，以生成貨幣和其他所需物體上的安全標(biāo)記等。
傳統(tǒng)的紅、綠、藍(lán)（RGB）三原色濾光片被用于制造具有固定輸出顏色的電視和顯示器等，并通過(guò)色彩混合制造出更豐富的色調(diào)。與之相反，基于納米“天線(xiàn)”制成的濾色器的每個(gè)像素都是動(dòng)態(tài)的，能在入射光的偏振改變時(shí)生成不同的顏色。
該學(xué)院電子工程系副教授肯尼斯·克羅澤爾及其同事設(shè)計(jì)了金屬納米粒子的大小和形狀，使所顯示的顏色依賴(lài)于照射光線(xiàn)的偏振。克羅澤爾稱(chēng)，納米粒子可被看作天線(xiàn)，就像被用于無(wú)線(xiàn)通訊的天線(xiàn)一樣，但尺寸更小，也能在可見(jiàn)的頻率中進(jìn)行操作。
為了證明這種技術(shù)的可能性，科學(xué)家制出了“LSP”，即“局域表面等離子體”的字母縮寫(xiě)樣本。通過(guò)變化入射光的偏振角度，字母LSP會(huì)逐漸改變顏色，從黃色變?yōu)樗{(lán)色。在光線(xiàn)未發(fā)生偏振或光線(xiàn)偏振至45度時(shí)，字母處于隱形狀態(tài)，字母和背景均為灰色；在偏振至90度時(shí)，字母會(huì)顯現(xiàn)為生動(dòng)的黃色，并以藍(lán)色為背景；偏振至0度時(shí)，字母的顏色又會(huì)顛倒過(guò)來(lái)變?yōu)樗{(lán)色，并以黃色為背景。
克羅澤爾說(shuō)，這項(xiàng)工作的不尋常之處在于制成的濾色器可根據(jù)光線(xiàn)的偏振角度作出反應(yīng)。這種彩色等離子偏振器結(jié)合了兩種結(jié)構(gòu)，每一種都有不同的光譜響應(yīng)，而人眼能夠看到兩種光譜響應(yīng)混合而成的顏色。雖然目前想看到所制作樣本中的色彩效果仍需掃描電子顯微鏡放大，但大規(guī)模納米印刷技術(shù)的發(fā)展有望制造出肉眼可直接觀(guān)看的樣本。
克羅澤爾表示，他們?cè)O(shè)想出了多種應(yīng)用，例如可借助新型濾色器在顯示器或照相機(jī)中呈現(xiàn)不同的顏色，在生物成像中展示組織的偏振效應(yīng)，以及將此項(xiàng)技術(shù)融入商標(biāo)或紙張的制造中，以生成貨幣和其他所需物體上的安全標(biāo)記等。
