李墨馨，王丹燕，张 诚

（华中科技大学光学与电子信息学院& 武汉光电国家研究中心，湖北武汉 430074）

1 引 言

光学滤光片是一种有选择性地反射、透射或吸收特定波长或波段的入射光而呈现某种特性的光学器件[1-4]。根据工作波段可以将滤光片分为紫外滤光片[5-7]、可见光滤光片[8-10]以及红外滤光片等[11-13]。可见光滤光片因在400～800 nm 波段内反射、透射或吸收某个波长或波段的光谱而呈现特定颜色，使其在液晶显示、光伏太阳能电池、汽车喷涂、传感探测以及成像等领域有着潜在的应用价值[8-10]。

传统可见光滤光片主要由微米级的有机聚合物或化学染料组成[14-16]。虽然基于该技术的滤光片制作成本低，但是其通带较宽且滤光效果差，另外，在制造过程中会对环境造成严重的污染，最致命的是其长期暴露于紫外线照射、高温、酸碱等条件下容易受到光学损坏，导致使用寿命及成色质量大大降低[17-19]。为了解决这个问题，研究人员基于薄膜干涉效应设计了不同的结构色滤光片，包括由高低折射率介质膜堆构成的一维（1D）光子晶体结构和由金属-介质-金属构成的FP（Fabry Pérot）谐振腔结构等[20-34]。虽然基于薄膜干涉效应的结构色滤光片的制备不需要复杂的微纳加工工艺，但是其颜色的纯度、亮度以及分辨率等很难达到日益增长的需求。后来随着电磁波理论数值算法的发展和微纳结构尺寸加工技术的进步，另一种利用光与物体表面微纳结构相互作用实现颜色调控的结构型滤光片因具有分辨率高、亮度大、尺寸小、稳定性好、可调谐性和可扩展性强等独特优势而有望成为替代传统染料型滤光片的新选择。……