蝶翅鳞片极化敏感结构色效应结构起源及光学机理探究-论文-万方医学网

蝶翅鳞片极化敏感结构色效应结构起源及光学机理探究

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摘要多种多样的生物微观结构可以实现奇特的光学效果。其中，极化敏感结构色效应，结构起源和光学机制并没有得到完全的解释。<br>　　本文首先选取同属的绿鸟翼蝶和红鸟翼蝶为研究对象。通过光学显微表征、光谱表征和微观结构表征，揭示了同属的绿鸟翼蝶和红鸟翼蝶，具有相同的色素；其颜色差异，源于多层结构的尺寸差异。绿鸟翼蝶和红鸟翼蝶的微观结构由上层光栅结构和下层的多层结构组合而成，具有显著的变角度彩虹色和极化敏感结构色效应。借助偏光显微镜、光纤光谱仪、FDTD软件模拟，我们对极化敏感结构色效应进行了阐释。研究表明，光栅结构可以实现偏振光的转变，多层结构的选择性反射决定蝶翅的颜色波段。<br>　　为了更加系统的研究蝶翅极化敏感结构色效应，我们选取了六种蝴蝶，对其极化敏感结构色效应的结构起源和物理机制进行了深入的研究。微观显微表征揭示了不同蝶翅的微观形貌和共同的结构特点。周期性的脊状结构，在平行于和垂直于脊的方向上，具有不同的等效折射率，能够引起结构双折射效应，使得不同偏振光分量之间产生相位差。脊状结构的尺寸和形状会影响极化偏转过程。<br>　　极化转变的结构起源和物理起源的揭示，对设计先进的光学材料和防伪材料具有较大的启迪。