作　　者： ; ; ; ; ;

机构地区： 华中科技大学机械科学与工程学院数字制造与装备技术国家重点实验室

出　　处： 《光学学报》 2011年第7期291-297,共7页

摘　　要： Morpho蝴蝶的颜色效应是由蝴蝶鳞翅上特殊的分级微纳结构与光发生干涉、衍射和散射等作用引起的,是一种典型的结构色。以严格耦合波理论(RCWA)为基础,借助光学衍射结构综合设计工具,建立了仿蝴蝶鳞翅分级结构的二维模型,系统分析了底层电介质单元横向周期占空比、纵向相邻电介质单元宽度差值、介质层纵向周期占空比以及脊柱与基底之间夹角等结构参数对Morpho蝴蝶鳞片光学特性的影响。揭示了蝴蝶鳞翅结构色的显色机理,为具有环境检测功能的仿生微纳结构和器件的设计、制造和应用提供了理论指导。 The iridescent blue color of Morpho butterfly can be found from far.This is a typical structural color,mainly caused by several elementary optical processes with the ordered arrays of micro/nano structures including multilayer interference,diffraction grating,light scattering,etc.A general design tool based on the rigorous coupled-wave analysis（RCWA） for diffractive optical structures is employed to construct a two-dimensional model that mimicks the wing scales.The influence of the structural parameters on optical properties is systematically analyzed,including the horizontal duty ratio of the bottom dielectric element,the width difference of the adjacent dielectric elements,the vertical duty ratio of the dielectric element,and the angle between the spine and the base.The mechanism of the structural color is then revealed.The results can be used to steer the design,manufacture and applications of the bionic micro/nano structures/devices for environmental detection.

关 键 词： 生物光学 光学特性 严格耦合波理论 蝴蝶 分级结构

领　　域： [机械工程] [理学] [理学] [电子电信] [电子电信]