基于紫外线和可见光双波段的超表面防伪系统

       近日，韩国浦项工科大学（以下简称POSTECH）的研究人员开发了一种基于紫外线和可见光的防伪防篡改系统。研究人员称，这项技术利用超表面调控紫外线，这解决了紫外线的实际应用问题，该技术有望应用于各个加密领域。

       由机械工程和化学工程系Junsuk Rho教授指导，在读博士生Joohoon Kim带领的团队研发了该紫外光和可见光双波段光学加密平台（如图1）。

图1 紫外光和可见光作用下的双波段矢量超表面全息图。POSTECH的研究人员利用亚波长堆叠结构超表面，开发了一种双波段防伪系统。（图片来源：POSTECH）

       超表面有效工作的前提是亚波长的微细结构小于入射光波长，但由于紫外光波长较短（λ ≦ 400 nm），因此，很难制备出符合要求的超表面结构。此外，常用于制作超表面的硅会吸收部分的紫外光。

       为了解决以上问题，该团队调谐了氮化硅的物理性质，以减少其吸收紫外线，并利用氮化硅制作了一个超表面全息图，当紫外线照射超表面时，图像能够清晰地呈现出来。电子束光刻是利用低功率密度的电子束照射电致抗蚀剂，经显影后在抗蚀剂中产生图像的一种微细加工技术。通过该技术的加成，该团队能够同时将紫外光和可见光的超表面全息图结合起来，发明出一种显示产品特殊编号的防伪装置（如图1）。

       当紫外光或可见光照射在设备上时，分别显示不同偏振态的图像。可见光像能打开全息图的一把钥匙，当紫外线偏振器接收到全息图信息，“另一把钥匙”紫外线消除全息图中的多余信息，最终留下独一无二的信息。

       因为紫外光不可见，所以该系统很难破解，并且减少了密码或编码暴露的风险，这样可以辨别产品是否伪造。此外，两个超表面的叠加可以增加图像和信息的存储量。

       “我们利用紫外线的不可见性，开发出性能更高的光学加密系统，”Rho教授说，“该研究意味着超表面研究突破了长波段的限制，并拓展至紫外波段。”

       基于此，Rho教授团队正与有关组织共同评估技术安全性，以便于未来的安保应用，比如纸质账单、护照等。

       以上结果发表在期刊《ACS Nano》上。（原文链接：www.doi.org/10.1021/acsnano.1c10100）