南京大學(xué)在新光學(xué)材料研究方面取得進(jìn)展
利用新型超表面實(shí)現(xiàn)了全可見(jiàn)光波段的極端不對(duì)稱光散射,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了一種融合了高透明性與啞光特征的宏觀光學(xué)材料,其可以在保持完美透明性的同時(shí),展現(xiàn)出如粗糙物體表面一般的啞光外貌。
下面通過(guò)與商用防眩光膜的對(duì)比來(lái)展示透明啞光表面的優(yōu)越性能。圖1直觀地展示了一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)。圖1A展示了實(shí)驗(yàn)設(shè)置(插圖展示了樣品微納金片的分布圖)。我們?cè)谧篮髠?cè)放置了一個(gè)開(kāi)孔的小型攝影棚,將透明啞光表面樣品置于開(kāi)孔處。桌前側(cè)放置了白色花瓶和彩色花朵,作為景物來(lái)驗(yàn)證樣品的反射與透射效果。圖 1B左圖展示了從外側(cè)拍攝的樣品照片的放大圖像,可見(jiàn)幾乎沒(méi)有反射倒影,外貌類似于普通金盤,具有啞光的特性。圖 1B右圖展示了從攝影棚內(nèi)部透過(guò)樣品向外拍攝的照片,可以清晰地看見(jiàn)花瓶和彩色花朵的細(xì)節(jié),證實(shí)了樣品的透明清晰度極高。作為對(duì)比,如果用防眩光膜取代了透明啞光表面,盡管其同樣不會(huì)產(chǎn)生反射倒影(圖1C左圖),但是透明度卻大大降低。在攝影棚內(nèi)部透過(guò)它拍攝的景物非常模糊(圖1C右圖),難以分辨。因此,透明啞光表面相比防眩光膜的一大優(yōu)勢(shì)是其后的景物無(wú)論多遠(yuǎn)都可以清晰成像,可以作為窗戶使用。同時(shí),漫反射的特征使得從外側(cè)看來(lái),其外貌類似于不透明的普通物體,而非透明窗戶,實(shí)現(xiàn)了一種有趣的偽裝或“隱形”。 圖2. 基于透明啞光表面的偽裝攝像 基于這個(gè)原理,可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)特的偽裝攝像。圖2展示了一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)。這里我們將一個(gè)超低透射率的透明啞光表面樣品貼在照相機(jī)鏡頭上。此樣品的透射率僅為3%左右,總反射率約80%,但鏡面反射率在全可見(jiàn)光波段仍然保持為~1%(實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果)。由于這個(gè)樣品是微納鋁片組成的,其外貌類似于啞光的普通鋁片,對(duì)相機(jī)鏡頭有覆蓋偽裝功能。有趣的是,盡管透射率只有3%,相機(jī)鏡頭仍然能夠拍攝出清晰的照片(圖2A下圖)。作為對(duì)比,采用防眩光膜遮擋相機(jī)鏡頭時(shí),可以清晰地看到后面的鏡頭,這是因?yàn)榉姥9饽さ耐干渎屎芨。盡管透射率這么高,相機(jī)鏡頭拍攝的景物照片卻非常模糊(圖2B下圖)。這說(shuō)明防眩光膜中的漫散射嚴(yán)重地破壞了透明性,使相機(jī)喪失了拍攝功能。相反,透明啞光表面則在實(shí)現(xiàn)啞光外貌的同時(shí)完美保護(hù)了透明性,從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)透明材料的偽裝。 |
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