Rispetto ai coloranti tradizionali, il colore strutturale presenta i vantaggi di un'alta risoluzione e di una buona stabilità, che possono ottenere una modulazione del tono pieno nella gamma della luce visibile. Le strutture della metasuperficie completamente dielettriche sono proposte per sostituire le metasuperfici plasmoniche con perdite maggiori. A causa dell'esistenza della modalità di risonanza del dipolo di ordine elevato nella gamma delle onde corte, il miglioramento della saturazione del colore è limitato. I ricercatori propongono uno schema fattibile per sopprimere la modalità dipolo di ordine superiore per risolvere questo problema.

In uno studio pubblicato su Optics Express , un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Gao Jinsong del Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics (CIOMP) dell'Accademia cinese delle scienze (CAS) ha proposto un filtro colorato a struttura reticolare completamente dielettrico con larghezza di banda ridotta e fattore di alta qualità .

Utilizzando il metodo del dominio del tempo alle differenze finite, i ricercatori hanno condotto uno studio comparativo approfondito su HfO₂ grigliati e SiO₂ /HfO₂ grate. In questo processo, Gao e il suo gruppo hanno scoperto che l'aggiunta di SiO₂ lo strato ha efficacemente soppresso la tendenza alla generazione della modalità dipolo di ordine superiore e ha migliorato la saturazione del colore strutturale. Il meccanismo fisico del risultato è stato spiegato dalla distribuzione del campo magnetico e dal diagramma vettoriale del campo elettrico. Hanno quindi esplorato l'influenza dei parametri strutturali sulla curva spettrale e la sensibilità dello stato di polarizzazione.

Sulla base dei risultati, il reticolo completamente dielettrico proposto dai ricercatori ha assicurato che la riflettività nella posizione di picco fosse vicina a 1 e la trasmittanza nella posizione di picco non risonante superasse il 99%. La realizzazione delle coordinate cromatiche occupava gran parte dell'area del diagramma cromatico CIE-1931. Regolando il duty cycle, i ricercatori hanno ottenuto le eccellenti caratteristiche spettrali con FWHM =2 nm e il fattore di qualità Q =424,5.

Questo reticolo completamente dielettrico ha caratteristiche eccellenti di alta qualità del colore strutturale, larghezza intera ridotta della metà del massimo e fattore di alta qualità, che è di grande importanza per i campi del rilevamento, dell'imaging del display e di altri campi, secondo i ricercatori. + Esplora ulteriormente

Il metodo modale semplificato esplora più in profondità i reticoli ampi e ad alta efficienza