Diante dos problemas de orientação anormal e perda de eficiência causados pela infiltração direta de redes ópticas douradas subcomprimento de onda em cristais líquidos, os moduladores espaciais ópticos com dimensões características subcomprimento de onda necessitam urgentemente de um esquema de ancoragem otimizado que combine simplicidade de processo e vantagens de desempenho. Para isso, este artigo propõe um novo esquema de ancoragem: utilização de polimetilmetacrilato (Polymethyl Methacrylate, PMMA) como fotorresiste para a fabricação da rede dourada, bem como como material de preenchimento da ranhura e ancoragem no substrato da caixa de cristal líquido, simplificando o processo e garantindo orientação uniforme, evitando problemas de infiltração. Para revelar as regras de ancoragem no contato direto entre a rede dourada subcomprimento de onda e a superfície do cristal líquido, e esclarecer as limitações de desempenho do esquema de infiltração direta, inicialmente foi adotada a solução de ancoragem direta do cristal líquido na superfície da rede dourada, investigando a orientação das moléculas de cristal líquido durante a infiltração da rede no cristal líquido por meio de experimentos com microscopia de luz polarizada ortogonal. Foram preparadas duas séries de caixas de cristal líquido com orientações do substrato inferior paralelas e perpendiculares às linhas da rede, observando-se que as moléculas do cristal líquido na amostra se alinhavam ao longo das linhas da rede, causando uma orientação torcida. Essa orientação não é o modo de ancoragem paralelo preferido pela tecnologia clássica de moduladores de fase e é ortogonal à direção de polarização dos polaritons plasmônicos de superfície (Surface Plasmon Polaritons, SPP) em ressonância com a rede, impedindo que a ressonância da rede responda eficazmente às mudanças na modulação do cristal líquido para alcançar a modulação dinâmica. Com base nas observações experimentais das características de orientação na interface, utilizou-se o software TechWiz 3D para simular as variações do vetor indicativo do cristal líquido na superfície inferior da rede dourada sob aplicação de campo elétrico, quando as ranhuras foram preenchidas com PMMA e cristal líquido, fornecendo os valores de variação do índice de refração efetivo do cristal líquido na superfície inferior da rede. Os dados do índice de refração efetivo obtidos foram importados para o software FDTD Solutions para comparar a modulação de fase de reflexão e as características de refletância entre os dois esquemas de preenchimento da ranhura com PMMA e cristal líquido. Os resultados da simulação mostram que, em comparação com o preenchimento da ranhura com cristal líquido, o esquema com preenchimento de PMMA pode alcançar uma faixa completa de modulação de fase de 0 a 2π e melhores características de refletância. Este estudo mostra que a camada de planarização de PMMA é uma solução técnica viável para dispositivos ópticos de superfície ultrafina voltados para o controle dinâmico de cristais líquidos.

rede dourada subcomprimento de onda; modulação de fase; ancoragem de caixa de cristal líquido; índice de refração efetivo do cristal líquido; camada de planarização PMMA