Inom fotonikens snabbt utvecklande område har ett framsteg vuxit fram från Korea, som omdefinierar möjligheterna för strukturell färgmanipulation. Forskare har utvecklat en banbrytande teknologi som kan ställa in rundstrålande våglängdsjustering, vilket lovar att revolutionera en myriad av avstämbara fotoniska applikationer.

Strukturella färger, härledda från interaktionen av ljus med nano-periodiska strukturer, har länge fängslat forskare på grund av deras livfulla nyanser och potential för avstämning. Traditionella metoder har dock kritiska tekniska begränsningar, som i första hand tillåter våglängdsinställning i endast en riktning - mot endast kortare våglängder (blåskiftning) enligt triggningsmetoden för att ändra den periodiska fotoniska strukturen. Denna begränsning har varit en betydande flaskhals som kväver innovation inom området för mer avancerade och högre funktionella fotoniska enheter.

I en ny artikel publicerad i Light:Science &Applications , ett team av forskare, ledda av professor Su Seok Choi från Pohang University of Science and Technology (POSTECH), Korea och medarbetare (Seungmin Nam, Wontae Jung, Jun Hyuk Shin) har utvecklat en rundstrålande metod för färgvåglängdsinställning för strukturella färger av kirala fotoniska elastomerer.

Innovationen är en metod för att uppnå rundstrålande våglängdskontroll, vilket möjliggör inställning mot både längre och kortare våglängder med anmärkningsvärd precision och bredbandsavstämning. Kärnan i denna teknik ligger den strategiska manipulationen av töjbara och omkonfigurerbara kirala flytande kristallelastomerer (CLCE) i kombination med dielektriska elastomermanöverdon (DEA).

Genom att på ett sakkunnigt sätt kontrollera den areaexpanderande och kontraktiva belastningen av dessa material har forskarna låst upp simultan och multiriktad strukturell färgjustering med hög flexibilitet i våglängdskontroll.

Denna oöverträffade nivå av kontroll öppnar upp nya horisonter för fotoniska applikationer, allt från inställbart kamouflage och optisk avkänning till utvecklingen av elektronisk hud. Möjligheten att finjustera våglängder på begäran och över ett brett spektrum ökar inte bara graden av frihet i fotoniska systemdesign utan förebådar också en ny era av högfunktionella, mångsidiga fotoniska enheter.

Traditionella omkonfigurerbara fotoniska enheter har i hög grad förlitat sig på enkelriktad våglängdsinställning, vilket, även om det är användbart, begränsat tillämpningsområdet. Med tillkomsten av rundstrålande inställningsmetod kan enheter nu dynamiskt anpassa sig till ett bredare utbud av optiska krav, vilket gör dem mer anpassningsbara och effektiva i verkliga tillämpningar.

Dessutom utnyttjar denna teknologi de inneboende fördelarna med CLCE:er, såsom deras höga optiska kvalitet, lätthet att tillverka och skalbarhet samtidigt som den övervinner tidigare begränsningar relaterade till våglängdsinställning. Den nya metoden att använda multimodala elektroaktiva DEA-deformationer möjliggör tonhöjdsexpanderande och även tonhöjdsförkortande deformation av CLCE och strukturell färgskiftning mot längre och kortare våglängder.

Denna innovation innebär inte bara ett betydande framsteg inom fotonisk teknik utan understryker också potentialen hos tvärvetenskaplig forskning för att övervinna långvariga utmaningar.