基于聚合物的可調(diào)諧光學元件可實現(xiàn)可隨光切換的超表面

耶拿大學化學系和物理系的跨學科研究小組開發(fā)了一種材料涂層，其光折射特性可以在不同狀態(tài)之間精確切換。該團隊由 Felix Schacher、Sarah Walden、Purushottam Poudel 和 Isabelle Staude 領(lǐng)導，將光反應聚合物與所謂的超表面結(jié)合在一起。

這項創(chuàng)新催生了可用于信號處理的新型光學元件。他們的研究結(jié)果現(xiàn)已發(fā)表在《ACS Nano》雜志上。

結(jié)合兩個已建立的系統(tǒng)來創(chuàng)造新的東西

“超表面和光開關(guān)聚合物原則上已經(jīng)為人所知數(shù)十年了，”固體物理研究所的薩拉·瓦爾登(Sarah Walden)解釋道，她現(xiàn)在是澳大利亞一個研究小組的負責人。她補充道，“但我們是第一個以這種形式將兩者結(jié)合起來開發(fā)光學應用新組件的公司。”

超表面是納米結(jié)構(gòu)的薄層，其特征結(jié)構(gòu)尺寸小于光的波長。這使得光的特性及其傳播受到特定的影響，從而實現(xiàn)原本由透鏡、偏振器或光柵執(zhí)行的各種光學功能。另一方面，可切換聚合物是其特性(例如光折射率)可以在不同狀態(tài)之間變化的塑料。

“我們使用的聚合物含有染料分子，”有機化學和高分子化學研究所的 Felix Schacher 繼續(xù)說道。“這意味著它們吸收特定波長的光，并在此過程中改變它們的結(jié)構(gòu)，從而改變它們的特性，例如本例中的光的折射率。”

為了將染料切換回其先前的結(jié)構(gòu)并具有相應的特性，需要不同波長的光。物理學家 Isabelle Staude 解釋說：“我們的系統(tǒng)的特別之處在于，當超表面涂覆有這種聚合物時，折射率的變化會影響超表面的光學特性。”

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