趙永生課題組：基於智能響應有機微盤的隱藏光子學條形碼

中科院化學研究所趙永生課題組提出了一種基於有機迴音壁微腔的隱藏光子學條形碼的概念和設計方法。他們利用有機材料的柔性特點，通過微乳液自組裝的方式製備了大小可控的有機微盤，在製備過程摻入具有智能響應的發色團。

2017中國光學重要成果推薦

隨著商品經濟的發展，假冒偽劣產品給國家與人民的生產生活帶來了巨大的威脅。根據世界衛生組織調查，全球範圍內所銷售的藥品大約10%是假冒的，嚴重損害了人們的生命安全。因此，通過設計一些防偽手段來保障商品的可靠性具有非常重要的意義。不易複製的防偽標籤即是一種非常有效的防偽措施。

微/納米條形碼因其小尺寸、易識別等特點，被廣泛應用到材料/人員的跟蹤、數據存儲以及防偽領域。圖形編碼將可識別的光學元素組合在元件的表面，其具備相對較高的編碼容量，因此成為製備微/納米條形碼較為普遍的方案。

然而由於光學元素的各向異性，在讀取過程中這些條形碼必須是特定取向放置才可以被識別，增加了操作的複雜性。與此相反，光譜編碼是將多種發色團的顏色和強度信息進行編碼。由於發光譜具有各向同性的特點，因而其讀取過程不受取向依賴的限制，具有廣泛的應用前景。然而通常發色團光譜較寬，很容易發生光譜重疊，降低了編碼容量。另外，目前的微/納米條形碼由於其增益材料缺乏智能響應性，無法實現有效隱藏，從而限制了其在防偽及信息安全領域的應用。

基於光控酸致變色的有機WGM微盤的隱形光子學條形碼的概念展示

為解決上述微納光子學條形碼存在的問題，中科院化學研究所趙永生課題組提出了一種基於有機迴音壁微腔的隱藏光子學條形碼的概念和設計方法。該工作發表在ADVANCED MATERIALS (2017,1701558)上。他們利用有機材料的柔性特點，通過微乳液自組裝的方式製備了大小可控的有機微盤。在製備過程摻入具有智能響應的發色團。

研究發現，所述微盤在激光的抽運下，發出的熒光光子經過腔體的調製，會形成含有一系列尖峰的調製譜。這些尖峰的位置和數目與腔體的尺寸及折射率相關，於是這些光譜就包含了微腔結構的指紋信息。因此，研究者創新性地以調製光譜為基礎，設計了一套編碼方法，能夠更自動、方便地識別微盤，就像用特定的條形碼去識別每件商品一樣。

有機WGM微盤的製備及表徵

研究者進一步利用有機材料豐富的激發態過程，製備了一套隱藏的光子學條形碼。他們將光酸產生劑與酸致變色分子同時摻雜於有機微盤中，在特定波長的照射下，內部的光酸產生劑釋放質子，誘導酸致變色染料變色，從而使新的光子學條形碼產生。成功實現了對含有真實信息的光子學條形碼進行隱藏，並展示了在防偽領域應用的巨大潛力。

隱形光子學條形碼在防偽領域的應用

2017中國光學重要成果推薦

End

最前沿的光學成果，最新鮮的光學活動

我們的微信矩陣

如需轉載，請關注本公眾號

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！