Omnidirektionel farvebølgelængdejusteringsmetode åbner op for nye muligheder for smart fotonik

Inden for fotonikens hastigt udviklende felt er der opstået et fremskridt fra Korea, som omdefinerer mulighederne for strukturel farvemanipulation. Forskere har udviklet en banebrydende teknologi, der er i stand til omnidirektional bølgelængdejustering, som lover at revolutionere et utal af afstembare fotoniske applikationer.

Strukturelle farver, der er afledt af lysets interaktion med nano-periodiske strukturer, har længe fanget forskere på grund af deres livlige nuancer og potentiale for afstemning. Traditionelle metoder har imidlertid kritiske tekniske begrænsninger, der primært tillader bølgelængdetuning i kun én retning - mod kun kortere bølgelængder (blå-forskydning) i henhold til udløsningsmetoden til at ændre den periodiske fotoniske struktur. Denne begrænsning har været en betydelig flaskehals, der kvæler innovation inden for mere avancerede og højere funktionelle fotoniske enheder.

I et nyt papir offentliggjort i Light:Science &Applications , et team af forskere, ledet af professor Su Seok Choi fra Pohang University of Science and Technology (POSTECH), Korea og kolleger (Seungmin Nam, Wontae Jung, Jun Hyuk Shin) har udviklet en rundstrålende farvebølgelængdejusteringsmetode til strukturelle farver af chirale fotoniske elastomerer.

Innovationen er en metode til at opnå rundstrålende bølgelængdekontrol, der muliggør tuning mod både længere og kortere bølgelængder med bemærkelsesværdig præcision og bredbåndsindstillingsområde. Kernen i denne teknologi ligger den strategiske manipulation af strækbare og rekonfigurerbare chirale flydende krystalelastomerer (CLCE'er) i forbindelse med dielektriske elastomeraktuatorer (DEA'er).

Ved ekspertkontrol at kontrollere arealets ekspanderende og kontraktive belastning af disse materialer, har forskerne låst op for simultan og multidirektionel strukturel farvejustering med høj fleksibilitet i bølgelængdekontrol.

Dette hidtil usete niveau af kontrol åbner op for nye horisonter for fotoniske applikationer, lige fra justerbar camouflage og optisk sansning til udviklingen af ​​elektronisk hud. Evnen til at finjustere bølgelængder efter behov og over et bredt spektrum øger ikke kun graden af ​​frihed i design af fotoniske systemer, men indvarsler også en ny æra med højfunktionelle, alsidige fotoniske enheder.

Traditionelle rekonfigurerbare fotoniske enheder har i høj grad været afhængige af ensrettet bølgelængdejustering, hvilket, selvom det var nyttigt, begrænsede anvendelsesområdet. Med fremkomsten af ​​omnidirektionel tuning-metode kan enheder nu dynamisk justere til en bredere række af optiske krav, hvilket gør dem mere tilpasningsdygtige og effektive i applikationer i den virkelige verden.

Desuden udnytter denne teknologi de iboende fordele ved CLCE'er, såsom deres høje optiske kvalitet, lette fremstilling og skalerbarhed, mens den overvinder tidligere begrænsninger relateret til bølgelængdejustering. Den nye tilgang med at anvende multimodale elektroaktive DEA-deformationer muliggør tonehøjdeudvidelse og også tonehøjdeforkortende deformation af CLCE og strukturelle farveskift mod længere og kortere bølgelængder.

Denne innovation betyder ikke kun et betydeligt fremskridt inden for fotonisk teknologi, men understreger også potentialet i tværfaglig forskning til at overvinde langvarige udfordringer.