Ovládání polarizace pomocí dielektrického metapovrchu

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00216305%3A26620%2F21%3APR36071" target="_blank" >RIV/00216305:26620/21:PR36071 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Ovládání polarizace pomocí dielektrického metapovrchu

Popis výsledku v původním jazyce

Dielektrické optické metapovrchy umožňují ovládat fázi prošlého světla bez absorpčních ztrát, díky čemu lze replikovat funkčnost tradičních optických prvků s velkou účinností v malém prostoru. Některé z interakcí, které předurčují změnu fáze světla po průchodu stavebním blokem metapovrchu (nanostrukturou), jsou polarizačně citlivé. Z tohoto těží i představený dielektrický metapovrch s funkcí půlvlnné destičky, který pokud je umístěn mezi dva zkřížené/ resp. paralelní polarizátory, propouští dvě různé (aditivní/resp. subtraktivní) barvy světla s definovanou lineární polarizací. Příprava dielektrického metapovrchu probíhala ve spolupráci s Ústavem přístrojové techniky Akademie Věd ČR. Zde byla užitím elektronové litografie s vysokým urychlovacím napětím elektronů vytvořena rezistová maska pro přípravu stavebních kamenů metapovrchu s vysokým poměrem stran. Metodou depozice atomárních vrstev byla maska vyplněna oxidem titaničitým. Přebytečná vrstva oxidu byla zleptána pomocí reaktivního iontového leptání, čímž byla odhalena rezistová maska. K jejímu odstranění bylo použito kyslíkové plazma. Návrh jednotlivých stavebních kamenů metapovrchu byl podložen simulacemi jejich optické odezvy v konfiguraci zkřížených a paralelních polarizátorů. Vyrobený metapovrch byl podroben strukturální charakterizaci pomocí rastrovací elektronové mikroskopie a optické charakterizaci, jež měla za cíl experimentálně potvrdit závěry simulací a navrženou funkcionalitu metapovrchu.

Název v anglickém jazyce

Polarization manipulation using dielectric metasurface

Popis výsledku anglicky

Dielectric optical metasurfaces enable us to control transmitted light phase without absorption losses and thus, the functionality of traditional optical components can be replicated with high efficiency in confined dimensions. Some of the interactions which determine the change in phase of light after transmission though a metasurface building block (a nanostructure) are polarization sensitive. This fact is used in the presented metasurface, which acts as a half-wave plate. If located between two crossed (or two parallel) polarizers, the metasurface transmits light with defined linear polarization and with two different (additive or subtractive) colors. The fabrication of the dielectric metasurface was realized in cooperation with the Institute of Scientific Instruments of the Czech Academy of Sciences. Here, using high-energy electron beam lithography, a resist mask was created for the preparation of metasurface building block with high aspect ratio between their height and their lateral dimensions. The resist mask was filled with titanium dioxide using atomic layer deposition method. The residual oxide layer was removed with ion beam etching thus revealing the resist mask, which was then stripped away by an oxygen plasma. The design of individual metasurface building blocks was based on numerical simulations of their optical response in the configuration of two crossed and parallel polarizes. The fabricated metasurface was characterized structurally, using scanning electron microscopy, and optically, to confirm the simulation’s conclusions and verify the designed functionality of the metasurface in experiment.

Druh

G_funk - Funkční vzorek

CEP obor

—

OECD FORD obor

21002 - Nano-processes (applications on nano-scale); (biomaterials to be 2.9)

Projekt

<a href="/cs/project/TN01000008" target="_blank" >TN01000008: Centrum elektronové a fotonové optiky</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2021

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Interní identifikační kód produktu

META-ColorFilter

Číselná identifikace

175468

Technické parametry

Dielektrický metapovrch pro polarizačně závislé filtrování světla dle barvy tvořený z nanosloupců s obdélníkovým průřezem (70-110) x (143-367) nm2 a výškou 620 nm připravených na transparentních nevodivých substrátech (SiO2). Simulacemi i experimentálně ověřena optická odezva metapovrchu v různých polarizačních podmínkách.

Ekonomické parametry

Materiálové a energetické náklady na výrobu dielektrických nanostruktur nepřevyšují částku 2 000 Kč. Strojový čas potřebný na výrobu funkčního vzorku stavebních kamenů dielektrického metapovrchu nepřevyšuje 20 hodin. Celková finanční částka je silně závislá na velikosti plochy, kterou má výsledný dielektrický metapovrch pokrývat.

Kategorie aplik. výsledku dle nákladů

—

IČO vlastníka výsledku

00216305

Název vlastníka

Vysoké učení technické v Brně

Stát vlastníka

CZ - Česká republika

Druh možnosti využití

A - K využití výsledku jiným subjektem je vždy nutné nabytí licence

Požadavek na licenční poplatek

A - Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek

Adresa www stránky s výsledkem

—