2021年2月5
一个多世纪以来，光学涂层被用来更好地反射来自镜头和其他设备的特定波长的光，或者反过来，更好地通过它们传输特定波长的光。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。
但直到现在，还没有一种光学涂层能够同时反射和传输相同的波长或颜色。
在论文中自然纳米技术美国罗切斯特大学(University of Rochester)和凯斯西储大学(Case Western Reserve University)的研究人员描述了一种新型光学涂层，即所谓的Fano共振光学涂层(froc)，它可以用于滤光片，反射和传输纯度非凡的颜色。
此外，该涂层只能完全反射非常窄的波长范围。
“反射光的窄度很重要，因为我们想要非常精确地控制波长，”通讯作者、罗切斯特大学光学研究所教授郭春雷说。“在我们的技术之前，唯一能做到这一点的涂层是多层介质反射镜，它要厚得多，有很强的角度依赖性，而且制造成本也高得多。因此，我们的涂层可以成为一种低成本、高性能的替代方案。”
研究人员设想了这种新技术的一些应用。例如，他们展示了如何使用froc来分离太阳光谱的热波段和光伏波段。这种能力可以提高使用混合热电发电作为太阳能选择的设备的效率。“只将太阳能光谱的有用波段定向到光伏电池上可以防止电池过热，”郭说。
这项技术还可以将光伏电池的寿命延长6倍。以及光谱的其他部分“以热能的形式被吸收，可用于其他用途，包括夜间储存能量、发电、太阳能驱动的水卫生或加热供水。”郭说。
“很明显，这些光学涂层可以做很多其他涂层做不到的事情，”郭先生补充道。但就像其他新发现一样，“我们或其他实验室还需要一点时间来进一步研究，并提出更多的应用。”
“即使在激光发明的时候，人们一开始也不知道该怎么用它。寻找一个应用程序是一件新奇的事情。”
郭的实验室，高强度飞秒激光实验室，因其在使用飞秒激光在金属表面蚀刻独特性质的开创性工作而闻名。
FROC项目源于探索“平行”方式，创造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，但有些应用没有激光就更容易，”郭说。
法诺共振，以物理学家乌戈·法诺的名字命名，是一种广泛的波散射现象，首次被发现是原子物理学中涉及电子的基本原理。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。
郭和他的同事发现了一种更简单的方法，在他们的光学涂层中利用法诺共振。
他们将一层15纳米厚的锗薄膜涂在金属表面，创造出一种能够吸收宽波段波长的表面。他们将其与支持窄带共振的腔相结合。耦合腔表现出能够反射非常窄波段光的范诺共振。
罗切斯特大学的其他合著者包括首席作者Mohamed ElKabbash和Jihua Zhang，他们都是博士后研究员;Sohail Jalil和chunhao Fann，都是研究生;詹姆斯·拉特利奇(James Rutledge)，他本科时主修光学工程，参与了这个项目，所有这些都在郭实验室。凯斯西储大学的合著者包括物理学教授Giuseppe Strangi;物理学副教授Michael Hinczewski，来自斯特兰奇实验室的博士生Andrew Lininger，前本科生研究助理Theodore Letsou和Nathaniel Hoffman。
该项目得到了美国陆军研究办公室、美国国家科学基金会和AlchLight的资助。欧洲杯线上买球
来源:https://www.rochester.edu/