光学镀膜可以同时反射和透射相同的波长或颜色
一个多世纪以来，光学镀膜已被用于更好地反射来自镜头和其他设备的某些波长的光，或者相反地，更好地传输某些波长的光。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，还没有开发出可以同时反射和传输相同波长或颜色的光学涂层。
在Nature Nanotechnology 上的一篇论文中，罗切斯特大学和凯斯西储大学的研究人员描述了一类新的光学涂层，即所谓的 Fano 共振光学涂层 (FROC)，可用于滤光片以反射和透射显着的颜色。纯度。
此外，涂层可以仅完全反射非常窄的波长范围。
“反射光的窄度很重要，因为我们希望对波长进行非常精确的控制，”通讯作者、罗彻斯特光学研究所教授郭春雷说。“在我们的技术之前，唯一可以做到这一点的涂层是多层介质镜，它更厚，角度依赖性强，制造成本也高得多。因此，我们的涂层可以是低成本和高-性能替代。”
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 FROC 来分离太阳光谱的热带和光伏带。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。“仅将太阳光谱的有用波段引导到光伏电池可防止其过热，”郭说。
该技术还可以将光伏电池的寿命延长六倍。其余的频谱“被吸收为热能，可以以其他方式使用，包括夜间储能、发电、太阳能驱动的水卫生或加热供水，”郭说。
“这些光学镀膜显然可以做很多其他镀膜无法做到的事情，”郭补充道。但与其他新发现一样，“我们或其他实验室需要一点时间来进一步研究这一点并提出更多应用。
“即使在发明激光时，人们最初也对如何处理它感到困惑。寻找应用程序是一种新奇事物。”
郭的实验室，即高强度飞秒激光实验室，以其在使用飞秒激光将独特特性蚀刻到金属表面方面的开创性工作而闻名。
FROC 项目源于探索“平行”方式以创建不涉及激光蚀刻的独特表面的愿望。“有些应用使用激光更容易，但其他应用没有它们更容易，”郭说。
法诺共振以物理学家 Ugo Fano 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学的基本原理而观察到的。后来，研究人员发现在光学系统中也可以观察到同样的现象。“但这涉及非常复杂的设计，”郭说。
郭和他的同事找到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波段波长的表面。他们将其与支持窄带谐振的腔相结合。耦合腔表现出法诺共振，能够反射非常窄的光带。
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新能源
2021-06-08
