Cum suprimă napolitanele cu carbură de siliciu efectul curcubeu

Datorită indicelui său de refracție excepțional de ridicat (≥2,6), carbura de siliciu oferă o soluție fizică fundamentală pentru eliminarea „efectului curcubeu” din structurile ghidurilor de undă optice. Acest fenomen apare atunci când lumina ambientală trece printr-un ghid de undă AR; unghiurile de difracție variază în funcție de lungimea de undă, provocând dispersie care împarte lumina albă într-un spectru curcubeu. Indicele ridicat de refracție al carburei de siliciu abordează această provocare în două moduri cheie:

Indicele său ridicat de refracție oferă o mai mare flexibilitate de proiectare, permițând utilizarea unor perioade mai fine de grătare. Când perioada de rețea este redusă la scară nanometrică, unghiurile de difracție ale luminii ambientale cresc semnificativ - deseori deplasând lumina în afara intervalului de percepție al ochiului uman - diminuând astfel vizibil vizibilitatea luminii difractate care distrag atenția.

Din perspectiva opticii unde, vectorul de fază transmis de o rețea luminii incidente este direct proporțional cu lungimea de undă și invers proporțional cu perioada rețelei; în consecință, o perioadă mai mică are ca rezultat un unghi de deviere mai mare pentru lumina difractată. Pentru lumina incidentă la unghiuri mari, o perioadă de rețea excesiv de mică determină deplasarea luminii difractate în afara regiunii inelare a spațiului K al ghidului de undă care acceptă moduri ghidate, limitând astfel câmpul vizual efectiv. Obținerea unui câmp vizual larg cu transmisie full-color într-un sistem monolitic necesită, prin urmare, evitarea perioadelor de grilaj care sunt prea mici.

Avantajul carburei de siliciu (SiC) în atenuarea „efectului curcubeu” provine în mod fundamental din flexibilitatea de proiectare oferită de indicele său ridicat de refracție. Structurile cu indice de refracție ridicat comprimă lungimea de undă efectivă a luminii, permițând perioade de rețea semnificativ mai mici - de exemplu, o perioadă de 300 nm este realizabilă pe un substrat SiC, în timp ce 500 nm este de obicei necesar pe substraturile convenționale din sticlă. La un unghi fix de incidență, acest efect de compresie de perioadă reduce substanțial varianța unghiului de dispersie pe diferite lungimi de undă. Datele experimentale indică faptul că în intervalul de lumină vizibilă de 400-700 nm, rețelele pe bază de SiC prezintă o variație de unghi de dispersie cu aproximativ 40% mai mică decât cele realizate din materiale convenționale. Prin design optimizat, lumina parazită responsabilă pentru efectul curcubeu poate fi direcționată departe de aria vizibilă a ochiului uman, suprimând în mod eficient aspectul artefactelor curcubeului.

În plus, cercetările indică faptul că utilizarea unui design care prezintă un substrat SiC combinat cu o structură cu strat subțire de SiO2/TiO2/ITO cu mai multe straturi poate reduce în mod eficient reflexia luminii vizibile la suprafața lentilei, îmbunătățind astfel transmisia luminii. Pe de o parte, structura multistrat minimizează deviația de culoare cauzată de reflexia luminii, atenuând indirect efectul de curcubeu; pe de altă parte, structura de film subțire multistrat blochează lumina albastră, ceea ce ajută, de asemenea, la reducerea efectului de curcubeu, deoarece lumina albastră are o lungime de undă mai scurtă și este mai predispusă la dispersie, o cauză principală a efectului de curcubeu.

Duritatea excepțională și stabilitatea chimică a carburii de siliciu o fac ideală pentru procese de precizie, cum ar fi litografia cu nanoprint și litografia cu fascicul de electroni, permițând fabricarea de înaltă precizie a structurilor de grătare sub-micron pentru a rezolva problema efectului curcubeu.

Sursa: xiamenzhongxinjingyan