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可拉伸手性液晶弹性体的全方位颜色波长调谐

导读在快速发展的光子学领域,韩国出现了一项突破性进展,重新定义了结构色彩操控的可能性。科学家开发出一种能够全向调谐波长的开创性技术,有...

在快速发展的光子学领域,韩国出现了一项突破性进展,重新定义了结构色彩操控的可能性。科学家开发出一种能够全向调谐波长的开创性技术,有望彻底改变无数可调光子应用。

结构色源自光与纳米周期结构之间的相互作用,由于其鲜艳的色调和可调性,长期以来一直吸引着研究人员。然而,传统方法存在严重的技术限制,主要允许在一个方向上进行波长调节——根据改变周期性光子结构的触发方法,只能朝着更短的波长(蓝移)进行。这一限制一直是一个重大瓶颈,阻碍了更先进、功能更强大的光子设备领域的创新。

在《光科学与应用》杂志上发表的一篇新论文中,由韩国浦项科技大学 (POSTECH) 的 Su Seok Choi 教授及其同事 (Seungmin Nam、Wontae Jung、Jun Hyuk Shin) 领导的科学家团队开发了一种用于手性光子弹性体结构颜色的全向颜色波长调谐方法。

突破性创新:一种实现全向波长控制的方法,能够以非凡的精度和宽带调谐范围调谐更长和更短的波长。这项技术的核心是可拉伸和可重构手性液晶弹性体 (CLCE) 与介电弹性体致动器 (DEA) 的战略性操控。通过熟练地控制这些材料的面积膨胀和收缩应变,研究人员已经实现了同时和多向的结构颜色调谐,并且波长控制具有高度的灵活性。

这种前所未有的控制水平为光子应用开辟了新视野,从可调伪装和光学传感到电子皮肤的开发。按需和在宽光谱范围内微调波长的能力不仅提高了光子系统设计的自由度,还预示着高功能、多功能光子设备的新时代的到来。

这一进展的重要性怎么强调都不为过。传统的可重构光子器件严重依赖于单向波长调谐,虽然这种调谐方式很有用,但却限制了应用范围。随着全向调谐方法的出现,器件现在可以动态调整以适应更广泛的光学要求,从而使其在实际应用中更具适应性和有效性。

此外,该技术充分利用了 CLCE 的固有优势,例如其高光学质量、易于制造和可扩展性,同时克服了之前与波长调谐相关的限制。采用多模电活性 DEA 变形的新方法可实现 CLCE 的间距扩展和间距缩短变形,以及结构颜色向更长和更短波长偏移。

这项创新不仅标志着光子技术的重大飞跃,还凸显了跨学科研究在克服长期挑战方面的潜力。当我们站在光子学新时代的边缘时,这些来自韩国的科学家的贡献凸显了好奇心与独创性相遇时无限的可能性。智能可调光子学的未来是光明的,它就在这里。

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