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科學(xué)家們首次開(kāi)發(fā)了納米級(jí)彩色濾波器 從遠(yuǎn)處看，這個(gè)被稱為定向?yàn)V光器的裝置類(lèi)似于一個(gè)衍射光柵，即包含將光分成不同顏色的平行凹槽或狹縫的平坦金屬表面。然而，與光柵不同的是，蝕刻到不透明金屬膜上的納米級(jí)凹槽不是周期性的 - 不是等間距的。它們要么是一組凹槽線，要么是同心圓，它們的間距不同，遠(yuǎn)小于可見(jiàn)光的波長(zhǎng)。這些特性縮小了濾光片的尺寸，使其能夠執(zhí)行比光柵更多的功能。  示意圖顯示了兩種不同的方式，即白光與一個(gè)新開(kāi)發(fā)的設(shè)備相互作用，一個(gè)定向?yàn)V色器被排列成不均勻間隔的凹槽。當(dāng)白光以三個(gè)不同的角度（在這種情況下為0°，10°和20°）照射堅(jiān)固金屬裝置的圖案化一側(cè)時(shí)，該裝置分別透射紅，綠和藍(lán)波長(zhǎng)的光。當(dāng)以任何角度入射的白光從非圖案化的一側(cè)照射該裝置時(shí)，該裝置仍將光分成上述三種顏色，并且以對(duì)應(yīng)于相同的角度的不同方向發(fā)送每種顏色。來(lái)源：NIST 例如，該設(shè)備的非均勻或非周期性網(wǎng)格可以被定制，用來(lái)將特定波長(zhǎng)的光發(fā)送到任何期望的位置。該濾光片具有許多有前景的應(yīng)用，包括用在顯示器里來(lái)產(chǎn)生緊密間隔的紅色，綠色和藍(lán)色像素，收集太陽(yáng)能，感知入射光的方向，并測(cè)量放置在濾光器上方的超薄涂層的厚度。 除了基于源的位置選擇性地過(guò)濾入射的白光之外，過(guò)濾器也可以以第二種方式操作。研究人員通過(guò)測(cè)量通過(guò)定制的濾光片的光譜，以特定角度偏轉(zhuǎn)特定波長(zhǎng)的光線，研究人員可以精確定位一種未知光源的位置。例如，對(duì)于確定這個(gè)來(lái)源是否是針對(duì)飛機(jī)的激光，這可能是至關(guān)重要的。 美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所的物理學(xué)家阿米特·阿格拉瓦爾（Amit Agrawal）表示：“我們的定向濾波器，具有非周期性結(jié)構(gòu)，有很多功能，這些功能都是具有周期性結(jié)構(gòu)的光柵等設(shè)備根本上不能實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)這個(gè)定制的設(shè)備，我們可以同時(shí)處理多個(gè)波長(zhǎng)的光�！� 美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所（NIST）和馬里蘭大學(xué)的Matthew Davis和Wenqi Zhu以及Agrawal和NIST的物理學(xué)家Henri Lezec在最新一期的Nature Communications上描述了他們的工作（外部鏈接）。合作這項(xiàng)工作還有美國(guó)雪城大學(xué)和中國(guó)南京大學(xué)。 定向彩色濾光器的操作依賴于入射的光子與沿著金屬表面漂浮的電子海之間的相互作用。撞擊金屬表面的光子在這個(gè)電子海中產(chǎn)生漣漪，產(chǎn)生一種特殊類(lèi)型的光波 - 等離子激元，其波長(zhǎng)比原始光源小得多。 非周期性設(shè)備的設(shè)計(jì)和操作不像其周期性設(shè)備那樣直觀和直接。然而，Agrawal和他的同事已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一個(gè)設(shè)計(jì)這些設(shè)備的簡(jiǎn)單模型。論文第一作者M(jìn)atthew Davis解釋說(shuō)：“這個(gè)模型使我們能夠快速預(yù)測(cè)這些非周期性設(shè)計(jì)的光學(xué)響應(yīng)，而不依賴于耗時(shí)的數(shù)值近似，從而大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，從而使我們能夠?qū)Ｗ⒂谠O(shè)備的制造和測(cè)試。  原文鏈接：https://www.sciencedaily.com/releases/2017/11/171107140153.htm
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