17.04.2023
Жидкие кристаллы (ЖК) самоорганизуются на наноструктурированных ориентирующих слоях в метаповерхности, при помощи которых можно пространственно модулировать волновой фронт проходящего света.
Учеными Института кристаллографии им. А.В. Шубникова ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН определена конструкция метаповерхностей, эффективно отклоняющих свет за счет аномального преломления в доминирующий порядок дифракции. Для расширения спектрального диапазона предложена двусторонняя конструкция метаповерхности, в которой ЖК ориентируется парой дополняющих друг друга наноструктурированных подложек.
Была выполнена численная оптимизация, изготовление и экспериментальное тестирование метаповерхностей, которые продемонстрировали аномальное преломление красного света с эффективностью до 70% при эффективности выше 50% в широком диапазоне света с λ > 500 нм. Показано, что преломление обратимо переключается за <10 мс при напряжении в несколько вольт.
Рис. 1. Схемы аномального преломления света ЖК метаповерхностями самоорганизующимися на одной наноструктурированной подложке (а) и между парой совмещенных наноструктурированных подложек (b). (c) Изменение оптических изображений задней фокальной плоскости в красном свете для периодической метаповерхности с периодом 8 мкм при приложении напряжения от 0 до 4.5 В с положениями пятен, соответствующих 0 и +1 порядкам дифракции, соединенных пунктирными линиями. (d) Суммарное время нормированной релаксации 0 и +1 порядков дифракции метаповерхностей с периодом от 4 до 10 мкм. Порядки дифракции указаны точками с диапазонами времен релаксации после переключения различными амплитудами напряжений.
Работа выполнена в рамках проекта РНФ №18-12-00361.
Результаты опубликованы в журнале Nanophotonics.