le revêtement optique peut simultanément réfléchir et transmettre la même longueur d’onde ou la même couleur – Technoguide

Depuis plus d’un siècle, les revêtements optiques sont utilisés pour mieux réfléchir certaines longueurs d’onde de la lumière des lentilles et autres dispositifs ou, au contraire, pour mieux transmettre certaines longueurs d’onde à travers eux. Par exemple, les revêtements des lunettes teintées réfléchissent ou «bloquent» la lumière bleue nocive et les rayons ultraviolets.

Mais jusqu’à présent, aucun revêtement optique n’avait jamais été développé qui pouvait simultanément réfléchir et transmettre la même longueur d’onde, ou couleur.

Dans un article sur Nature Nanotechnology, des chercheurs de l’Université de Rochester et de la Case Western Reserve University décrivent une nouvelle classe de revêtements optiques, appelés Fano Resonance Optical Coatings (FROC), qui peuvent être utilisés sur des filtres pour réfléchir et transmettre des couleurs remarquables. pureté.

De plus, le revêtement peut être conçu pour ne refléter pleinement qu’une plage de longueurs d’onde très étroite.

«L’étroitesse de la lumière réfléchie est importante car nous voulons avoir un contrôle très précis de la longueur d’onde», explique l’auteur correspondant Chunlei Guo, professeur à l’Institut d’optique de Rochester. «Avant notre technologie, le seul revêtement qui pouvait faire cela était un miroir diélectrique multicouche, beaucoup plus épais, qui souffre d’une forte dépendance angulaire et est beaucoup plus coûteux à fabriquer. Ainsi, notre revêtement peut être un -alternative de performance. “

Les chercheurs envisagent quelques applications pour la nouvelle technologie. Par exemple, ils montrent comment les FROC pourraient être utilisés pour séparer les bandes thermiques et photovoltaïques du spectre solaire. Une telle capacité pourrait améliorer l’efficacité des appareils qui utilisent la production d’énergie hybride thermoélectrique comme option d’énergie solaire. «Diriger uniquement la bande utile du spectre solaire vers une cellule photovoltaïque empêche sa surchauffe», explique Guo.

La technologie pourrait également conduire à une multiplication par six de la durée de vie d’une cellule photovoltaïque. Et le reste du spectre “est absorbé sous forme d’énergie thermique, qui pourrait être utilisée de différentes manières, y compris le stockage d’énergie pour la nuit, la production d’électricité, l’assainissement de l’eau solaire ou le chauffage d’une réserve d’eau”, explique Guo.

“Ces revêtements optiques peuvent clairement faire beaucoup de choses que les autres revêtements ne peuvent pas faire”, ajoute Guo. Mais comme pour d’autres nouvelles découvertes, «il nous faudra un peu de temps pour nous ou pour d’autres laboratoires pour approfondir cette étude et proposer plus d’applications.

«Même lorsque le laser a été inventé, les gens ne savaient pas quoi en faire. C’était une nouveauté à la recherche d’une application.

Le laboratoire de Guo, le laboratoire de laser femtoseconde à haute intensité, est connu pour son travail de pionnier dans l’utilisation de lasers femtoseconde pour graver des propriétés uniques dans les surfaces métalliques.

Le projet FROC est né d’un désir d’explorer des moyens «parallèles» de créer des surfaces uniques qui n’impliquent pas de gravure laser. «Certaines applications sont plus faciles avec le laser, mais d’autres le sont sans elles», explique Guo.

La résonance de Fano, du nom du physicien Ugo Fano, est un phénomène de diffusion des ondes très répandu observé pour la première fois comme un principe fondamental de la physique atomique impliquant des électrons. Plus tard, les chercheurs ont découvert que le même phénomène peut également être observé dans les systèmes optiques. «Mais cela impliquait des conceptions très complexes», explique Guo.

Guo et ses collègues ont trouvé un moyen plus simple de tirer parti de la résonance Fano dans leurs revêtements optiques.

Ils ont appliqué un film mince de 15 nanomètres d’épaisseur de germanium sur une surface métallique, créant une surface capable d’absorber une large bande de longueurs d’onde. Ils ont combiné cela avec une cavité qui prend en charge une résonance à bande étroite. Les cavités couplées présentent une résonance Fano qui est capable de réfléchir une bande très étroite de lumière.

Source de l’histoire:

Matériel fourni par l’Université de Rochester. Original écrit par Bob Marcotte. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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