一种双金属光栅纳米微腔的透射式彩色滤光片

本技术涉及一种金属光栅纳米微腔的透射式彩色滤光片，属于微纳光学器件。

背景技术：

1、彩色滤光片广泛应用于显示技术、彩色印刷、防伪、装饰、发光产品等领域。常见的微纳结构彩色滤光片有薄膜型和金属超表面型，与传统的化学染料/颜料通过发光或吸收产生颜色相比，基于金属超表面微纳结构的彩色滤光片具有高分辨率、可集成性、保护环境和耐久性高的优势，其中，偏振透射式彩色滤光片作为偏振器和滤光片提供了双重功能。

2、基于金属超表面的结构色在结构形状，参数等的设计及制备上具有极高的灵活度，仅需改变结构横向尺寸的参数就能获得不同的颜色。现有技术报道了一种在玻璃基底上采用一维硅亚波长光栅的偏光透射彩色滤光片，这种一维光栅结构，通常只能对tm入射光下的透射/反射颜色进行谐调，而对te入射光下的透射/反射颜色谐调范围有限。

技术实现思路

1、本实用新型针对现有技术存在的不足，提供一种在不同偏振态（tm或te）光入射时，可获得不同的透射颜色，具有优异的偏振特性的双金属光栅纳米微腔的透射式彩色滤光片。

2、实现本实用新型目的的技术方案是提供一种金属光栅纳米微腔的透射式彩色滤光片，它依次由底层金属、介质层和顶层金属组成双腔结构，底层、顶层金属为ag，介质层为sio2光栅结构，其结构参数包括：光栅的周期p=w1+w2，w1为短腔宽度，w2为长腔宽度；光栅的高度△l=l2-l1，l1为短腔的长度，l2为长腔的长度；各参数的取值范围满足条件：p为150～250nm，l1为80～220nm，l2为 260～410nm。

3、本实用新型提供的一种金属光栅纳米微腔的透射式彩色滤光片，其顶层、底层金属ag的薄膜厚度为25～35nm。

4、本实用新型的原理是：金属光栅纳米微腔为金属－介质－金属组成的双腔结构，其介电层为光栅结构，金属银薄膜均匀覆盖在介质光栅的顶部和底部，形成了可自由调控的短腔（short nanocavity）和长腔（long nanocavity）的双腔结构；透射式彩色滤光片在不同偏振态（tm或te）光入射时，能够获得不同的透射颜色，具有优异的偏振特性，实现色度更纯的颜色显示。

5、与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

6、1.本实用新型采用双层光栅结构，通过对双层光栅参数的独立调控，可分别对不同偏振态入射光的透射光谱单独进行大范围调控，即对不同偏振态入射光产生的透射颜色均可以单独进行大范围调控，具有灵活且广泛的可谐调性。

7、2.依据一维纳米光栅在偏振方向上具有各向异性的特性，不同偏振态光入射结构产生不同的透射颜色；本实用新型通过精确设定光栅的结构参数，由光栅取向对颜色进行调控，可在同一腔长，同一基底上集成各种颜色，得到小范围的全彩色图案。

技术特征：

1. 一种双金属光栅纳米微腔的透射式彩色滤光片，其特征在于：它依次由底层金属(2)、介质层(3)和顶层金属 (4)组成双腔结构，底层、顶层金属为ag，介质层为sio2光栅结构，其结构参数包括：光栅的周期p=w1+w2，w1为短腔宽度，w2为长腔宽度；光栅的高度△l=l2-l1，l1为短腔的长度，l2为长腔的长度；各参数的取值范围满足条件：p为150～250nm，l1为80～220nm，l2为 260～410nm。

2.根据权利要求1所述的一种双金属光栅纳米微腔的透射式彩色滤光片，其特征在于：顶层、底层金属ag的薄膜厚度为25～35nm。

技术总结本技术涉及一种双金属光栅纳米微腔的透射式彩色滤光片，它依次由底层金属、介质层和顶层金属组成双腔结构，底层、顶层金属为Ag，介质层为SiO<subgt;2</subgt;光栅结构，其结构参数包括：光栅的周期P=w1+w2，w1为短腔宽度，w2为长腔宽度；光栅的高度△L=L2‑L1，L1为短腔的长度，L2为长腔的长度；各参数的取值范围满足条件：P为150～250nm，L1为80～220nm，L2为260～410nm。本技术采用双腔结构，在不同偏振态光入射时，能获得不同的透射颜色；同时，通过精确调控短腔和长腔的占宽比及长/短腔的长度、光栅周期及不同的光栅取向，可实现对TM、TE偏振光入射下的透射光谱的自由调控。技术研发人员：王晨乾,程希果,王越,任振伟,陈煜,王钦华受保护的技术使用者：苏州大学技术研发日：20240202技术公布日：2024/11/21