中科院化学所赵永生课题组AOM: 波长可调的圆偏振激光阵列用于多维信息加密

信息技术深刻影响着人们的生产和生活方式。特别是近年来，以移动互联网、云计算、大数据、物联网为代表的新一代信息技术快速发展，对经济社会各领域正在产生革命性影响。信息技术既为发展带来难得的机遇，也对安全带来严峻挑战，信息安全已经成为现代社会发展必须要认真关注的重要课题。得益于信号的易识别性、灵敏的响应性和独特的偏振态等优势，刺激响应的微纳激光器在防伪和加密技术方面显示出巨大的潜力。然而目前基于激光体系的信息加密技术，多数以激光波长作为单一的编码元素，容易造成信息泄露，从而限制了高安全性的信息加密技术的发展。

在国家自然科学基金委、科技部、中科院和北京市项目的支持下，中国科学院光化学重点实验室赵永生研究员课题组科研人员近年来一直致力于有机微纳激光材料与器件方面的研究（Acc. Chem. Res. 2016, 49, 1691-1700）。在实现了智能响应有机微盘的隐藏光子学条形码（Adv. Mater. 2017, 29, 1701558）的基础上，研究人员继而在光学防伪（Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 13803; Natl. Sci. Rev. 2021, 8, nwaa162; Nano Lett. 2021, 21, 6792; Adv. Mater. 2021, 33, 2102586; Adv. Mater. 2022, 34, 2106095）方面开展了系统的研究工作。

图1 胆甾相液晶微激光阵列的激射波长及偏振性能研究

最近，研究团队引入隐藏性的偏振属性作为编码元素，基于波长可调的圆偏振（Circularly Polarized, CP）微激光阵列实现了具有更高安全性的多维信息加密。研究人员在胆甾相液晶中掺入增益介质，利用其螺旋超结构对外界刺激的灵敏响应，实现了宽范围波长可调的激光发射。同时，结合液晶螺旋超结构的光调制作用，得到了左右旋的CP激光发射，并且CP激光在较大的温度范围内仍然表现出优异的圆偏振属性（图1）。在此基础上，研究人员将刺激响应性的波长和隐藏性的偏振态作为编码元素，通过模板辅助喷墨打印的方法制备胆甾相液晶微阵列，根据预先设计的信息选择性地打印胆甾相液晶溶液（图2）。只有同时识别激光的波长和偏振态信息，才能最终识别的正确信息。该工作为刺激响应性光电材料用于信息安全和防伪技术提供了宝贵的启示。

图2 基于波长可调圆偏振激光阵列的多维信息加密

相关工作以“Wavelength-Tunable Circularly Polarized Laser Arrays for Multidimensional Information Encryption”为题，发表在Adv. Opt. Mater. (DOI: 10.1002/adom.202200872)上，文章的第一作者为中科院化学所博士研究生战秀芹，通讯作者是中科院化学所闫永丽研究员和赵永生研究员。

WILEY

论文信息：

Wavelength-Tunable Circularly Polarized Laser Arrays for Multidimensional Information Encryption

Xiuqin Zhan, Zhonghao Zhou, Wu Zhou, Yongli Yan*, Jiannian Yao, and Yong Sheng Zhao*.

Advanced Optical Materials

DOI: 10.1002/adom.202200872

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Advanced

Optical

Materials

期刊简介

Advanced Optical Materials创刊于2013年，是一本报道材料科学领域与光-物质相互作用相关的突破性研究的跨学科国际期刊。其收录论文的研究领域包括光子学、等离激元光子学、超材料等。2021年影响因子为10.05。

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