表面プラズモンを用いた可変カラーフィルタの製作

使用表面等离子体激元制造可变颜色滤光片

基本信息

  • 批准号:
    15J06109
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.22万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2015-04-24 至 2017-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究では、金属ナノ格子と周期構造を制御するMEMSアクチュエータの一体化により、表面プラズモン異常透過の励起波長の連続可変制御を達成した。周期500 nmのアルミ格子と静電アクチュエータを微小バネにより接続し基板貫通孔上に配置した表面プラズモン可変フィルタを設計,製作した。静電アクチュエータに印加される駆動電圧を0 Vから60 Vへ増加させることで、静電アクチュエータの横変位が得られアルミ格子の周期は500 nmから642 nmへ拡張された。これにより、表面プラズモンの励起波長は周期に依存するため可視域において124 nmの連続シフトが得られた。また、可変フィルタからの透過光の色度は、電圧の増加に伴い円を描き色度図上をシフトした。これらの結果はMEMSアクチュエータによる表面プラズモン励起波長の連続制御に成功したことを示しており,周囲の誘電率を変化させる既存の方法と比較し帯域が広く、100 nm以上の連続シフトを可視域に与えることに成功した。また、色度の変化は透過光の色変化を表しており、可視域の全色を電圧制御により選択的に透過させる機能を持つ可能性を示した。さらに、彩度向上のため、表面プラズモン異常透過を強める金属と誘電体の中空積層格子をMEMSアクチュエータと一体化した可変プラズモニックカラーフィルタを提案した。予備検討として、アルミとシリコン酸化膜の積層格子を基板貫通孔上に配置した中空プラズモニックカラーフィルタを製作し、励起波長における90%以上の透過率を実現した。よって、1素子で複数の波長帯域を選択的に透過させる可変プラズモニックカラーフィルタの実現の見通しが立ったと言える.これは、表示素子に限らず1 μm以下の微小領域においてカラースペクトルを得ることも可能になると予想され、バイオ・メディカル分野に新たな知見を与えることが期待できる.
In this paper, we study how to control the integrated excitation wavelength of MEMS with lattice and periodic structure. 500 nm periodic lattice structure with small diameter, contact with substrate through hole, and surface design. The static voltage increases from 0 V to 60 V, and the static voltage increases from 0 V to 60 V, and the lattice period increases from 500 nm to 642 nm. The excitation wavelength depends on the period of the wavelength. The wavelength of the wavelength depends on the wavelength of the wavelength. The color of the transmitted light can be changed, and the color of the transmitted light can be changed. The results show that existing methods for controlling the wavelength of excitation in MEMS are successful compared with those for controlling the wavelength of excitation in MEMS. The color change of the transmitted light can be expressed in terms of the color change of the visible field, the full-color voltage control, the transmission of the selected light, and the possibility of maintaining the function. In addition, the color of the surface is increased, and the abnormal transmission is increased. The hollow multilayer lattice of the metal and the dielectric is integrated into the MEMS. The multilayer lattice of the acidified film is arranged on the through-hole of the substrate, and the transmittance of more than 90% is realized at the excitation wavelength. The wavelength range of the wavelength band is selected by the wavelength range of the wavelength range. This means that the element is limited to a small area below 1 μm.

项目成果

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专著数量(0)
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专利数量(0)
金属ナノ周期構造を利用したプラズモニックカラーシートの製作
利用金属纳米周期结构生产等离子体彩色片材
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    M. Mitsudome;H. Honma;S. Itoh;M. Ishida;K. Sawada;and K. Takahashi;熊谷隼人,本間浩章,石田誠,澤田和明,高橋一浩
  • 通讯作者:
    熊谷隼人,本間浩章,石田誠,澤田和明,高橋一浩
Fabrication of free-standing subwavelength metal-insulator-metal gratings using high aspect ratio nanoimprint techniques
使用高纵横比纳米压印技术制造独立式亚波长金属-绝缘体-金属光栅
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    H. Honma;Masato Mitsudome;Shintaro Itoh;Makoto Ishida;Kazuaki Sawada;and Kazuhiro Takahashi
  • 通讯作者:
    and Kazuhiro Takahashi
Fabrication of tunable plasmonic color filter using Al subwavelength grating integrated with electrostatic comb-drive actuator
使用与静电梳状驱动致动器集成的铝亚波长光栅制造可调谐等离子体彩色滤光片
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    H. Honma;K. Takahashi;M. Ishida;and K. Sawada
  • 通讯作者:
    and K. Sawada
Widely tunable plasmonic bandpass filter integrated with Al subwavelength grating and comb-drive actuators
与铝亚波长光栅和梳状驱动执行器集成的宽可调等离子体带通滤波器
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    H. Honma;K. Takahashi;M. Ishida;and K. Sawada
  • 通讯作者:
    and K. Sawada
Highly transmissive plasmonic color filter by free-standing metal-insulator-metal subwavelength grating
采用独立式金属-绝缘体-金属亚波长光栅的高透射等离子体彩色滤光片
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    M. Mitsudome;H. Honma;S. Itoh;M. Ishida;K. Sawada;and K. Takahashi
  • 通讯作者:
    and K. Takahashi
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    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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