In vergelijking met traditionele kleurstoffen heeft structurele kleur de voordelen van een hoge resolutie en een goede stabiliteit, waardoor volledige toonmodulatie in het zichtbare lichtbereik kan worden bereikt. Er worden volledig diëlektrische meta-oppervlakken voorgesteld om plasmonische meta-oppervlakken met hogere verliezen te vervangen. Vanwege het bestaan ​​van een dipoolresonantiemodus van hoge orde in het kortegolfbereik, is de verbetering van de kleurverzadiging beperkt. De onderzoekers stellen een haalbaar schema voor om de dipoolmodus van hoge orde te onderdrukken om dit probleem op te lossen.

In een studie gepubliceerd in Optics Express , stelde een onderzoeksgroep onder leiding van prof. Gao Jinsong van het Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics (CIOMP) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) een volledig diëlektrisch roosterstructuurkleurenfilter voor met een smalle bandbreedte en een hoge kwaliteitsfactor .

Met behulp van de eindige-verschiltijddomeinmethode voerden onderzoekers een diepgaand vergelijkend onderzoek uit op HfO₂ roosters en SiO₂ /HfO₂ roosters. Tijdens dit proces ontdekten Gao en zijn groep dat de toevoeging van de SiO₂ laag onderdrukte effectief de generatietrend van de dipoolmodus van hoge orde en verbeterde de verzadiging van de structurele kleur. Het fysieke mechanisme van het resultaat werd verklaard door de magnetische veldverdeling en het elektrische veldvectordiagram. Vervolgens onderzochten ze de invloed van de structurele parameters op de spectrale curve en de gevoeligheid van de polarisatietoestand.

Op basis van de bevindingen zorgde het door de onderzoekers voorgestelde volledig diëlektrische rooster ervoor dat de reflectiviteit op de piekpositie bijna 1 is en de transmissie op de niet-resonante piekpositie meer dan 99%. De realisatie-chromaticiteitscoördinaten besloegen het grootste deel van het gebied van het CIE-1931-chromaticiteitsdiagram. Door de duty cycle aan te passen, verkregen onderzoekers de uitstekende spectrale eigenschappen met de FWHM =2 nm en de kwaliteitsfactor Q =424,5.

Dit volledig diëlektrische rooster heeft uitstekende eigenschappen van een hoge structurele kleurkwaliteit, een lage volledige breedte van het halve maximum en een hoge kwaliteitsfactor, wat volgens de onderzoekers van groot belang is voor de velden van detectie, weergave-beeldvorming en andere velden. + Verder verkennen

Vereenvoudigde modale methode gaat dieper in op brede en zeer efficiënte roosters