- viikon kysymys - viikon väri  
   
 

Uusia tapoja tuottaa värejä

Perinteisiä tapoja tuottaa värit ovat joko väripainotekniikka tai eri väriset valot yhdistävä näyttötekniikka. InFotonics Center Joensuu ja Nanocomp Oy kehittävät yhdessä tutkija Joni Oravan ideoimaa uutta tekniikkaa, joka perustuu diffraktiivisen optiikan tekniikkaan.

Tässä tekniikassa valo tulee levyyn, johon on tehty optinen hienorakenne. Rakenne on suunniteltu niin, että levystä heijastuu vain haluttuja aallonpituuksia. Optinen hienorakenne on tehty piirtämällä elektronisäteellä haluttu kuvio piikiekon pintaan. Tässä kuviossa piirrettävän viivan leveys on noin kaksikymmentä nanometriä.



Kuva 1. Halutun värin syntyminen heijastuksena hilarakenteesta.

Värien tuottamisessa käytetään hyväksi loisteputken värispektrissä olevia kapeita spektirpiikkejä (kuva 2). Nämä tuottavat puhtaita värejä, joiden yhdistelmänä loisteputken valo näyttää valkoiselta.



Kuva 2. Loisteputken värispektri. Eri värejä tuottavat kapeat spektripiikit näkyvät selvästi.

Esimerkiksi televisiossa värit muodostetaan yhdistämällä punainen, vihreä ja sininen väri keskenään. Tässä diffraktiivisen optiikan tekniikassa värit muodostetaan yhdistämällä neljä väriä keskenään (kuva 3).



Kuva 3. Diffraktiivisella optiikalla tuotettujen neljän osavärin aallonpituusspektrit. Haluttu väri saadaan yhdistämällä näitä neljää väriä: sinistä, sinivihreä, vihreää ja punaista.

Kuvassa 4 on piirretty eräässä värikoordinaatistossa (xy-koordinaatisto) sinisellä viivalla se värialue, jonka ihmissilmä pystyy näkemään. Katkoviivalla on piirretty se alue, jonka televisio tai tietokoneen näyttö pystyy näyttämään. Yhtenäisellä punaisella viivalla on rajattu se värialue, jonka sisään jäävät värit voidaan tuottaa diffraktiivisen optiikan tekniikalla. Kuten nähdään, diffraktiivisen optiikan tekniikalla voidaan tuottaa paljon värejä, joita television näyttöruudulla ei voida näyttää.



Kuva 4. Ihmissilmän näkemien värien alue xy-värikoordinaatistossa (sininen viiva), värialue, joka televisiotekniikalla pystytään näyttämään (katkoviiva) ja niiden värien alue, jotka pystytään tuottamaan diffraktiivisen optiikan tekniikalla (punainen viiva).

Diffraktiivisen optiikan tekniikalla tuotetut perusvärit ovat kuvassa 5 ja xy-värikoordinaatisto on kuvassa 6. Molemmat kuvat on otettu suoraan metallilevyn pinnalta. Värien tuottamiseksi levylle on piirretty elektronisuihkulla hilakuvio, jonka viivat ovat muutaman kymmenen nanometrin paksuisia (millin sadastuhannesosa).



Kuva 5. Diffraktiivisen optiikan tekniikalla tuotetut perusvärit metallilevylle.


Kuva 6. Diffraktiivisen optiikan tekniikalla tuotettu xy-värikoordinaatiston kuva metallilevylle.