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 來自中國和美國的工程師描述了微尺度凹面界面 (MCI) 薄膜反射不同顏色光背后的機制。該團隊還展示了該技術如何用于各種顯示應用，包括適用于自動駕駛汽車的路標。
逆反射膜由聚丙烯酸酯薄層組成，部分嵌入直徑為 10 µm 的聚合物微球。工程師使用不同類型光的實驗觀察和軟件模擬來表征 MCI 反射的光譜。通過改變進入單個 MCI“像素”的光的角度，他們創建了可被視覺和紅外攝像機看到并被激光雷達傳感器檢測到的可調彩色顯示器。
除了能更好地配合自動駕駛汽車的標志外，由美國紐約州立大學布法羅分校的甘強江領導的工程師表示，薄膜技術還可以用于片上傳感器和防偽工具。
MCI 已被用于光學顯微鏡技術和彩虹色逆向反射帶。然而，這些應用程序的開發人員并不了解凹微球如何產生特定顏色背后的物理原理。為了讓 Gan 和他的同事創建可調 MCI 薄膜顯示器，他們首先需要定義 MCI 著色機制。
在實驗表征中，該團隊用白光照射 MCI 薄膜，并觀察到薄膜對面白板上反射的同心彩虹。然后，研究人員使用基于光纖的光譜儀測量不同角度的反射光譜。他們還測量了由藍色、綠色、紅色和紅外光產生的反射光譜。
通過光譜儀數據的數值模擬，工程師們確定著色的關鍵機制是由嵌入薄膜中的微球的相對邊緣射出的光引起的光學干涉。換句話說，進入 MCI 膜的光的角度決定了離開膜的光的顏色。
在定義 MCI 著色機制后，工程師創建了一個概念驗證停車標志，以展示該技術如何用于智能反射彩色顯示器。
為了為停車標志陣列創建可調像素，該團隊將 MCI 結構與介電彈性體致動器 (DEA) 集成在一起。通過改變單個 DEA 的形狀，Gan 的團隊控制了進入像素的光的角度，從而控制了 MCI 反射光的顏色。由此產生的停車標志在白光和紅外光下是逆反射的，并且從不同的角度都可以看到。該團隊還能夠使用高分辨率激光雷達相機捕獲空間信息。
“目前，自動駕駛系統在識別交通標志方面面臨許多挑戰，尤其是在現實世界的條件下，”甘在與研究同時發布的新聞稿中說。“由我們的材料制成的智能交通標志可以為未來系統提供更多信號，這些系統使用激光雷達和可見模式識別來識別重要的交通標志。這可能有助于提高自動駕駛汽車的交通安全。”




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