据麦姆斯咨询报道，近日，华中科技大学光电信息学院易飞课题组在中红外热辐射多维操控领域取得重要进展。该团队的研究论文“Phonon-mediated infrared plasmonic metamaterial emitters towards high-capacity multifunctional encoding and display”在国际知名光学期刊《Optics Express》上发表。李君宇博士为论文的第一作者。
易飞课题组开发了一种通过声子辅助的金属-绝缘体-金属（MIM）微腔来操控红外辐射光谱的新技术，被授权2项中国发明专利（一种热辐射信息加载方法、装置及所加载信息的读取方法，专利号201911259491.0和基于多光谱的超表面热辐射信息加载、读取装置和方法，专利号202010029726.3）。该技术在高容量多功能编码和显示方面具有巨大的潜力，可以应用于信息安全、防伪技术和热管理等多个领域。
MIM微腔样品测量装置示意图
基于等离激元微纳结构的中红外热辐射调控在通信、传感、高分辨率图像显示、信息加密/隐藏、防伪技术等了领域有着重要价值。然而，现有的微纳结构中光学特性的改变主要依赖于调整它们的几何形状、尺寸和图案。该团队成功证明了声子辅助的等离激元微腔能够用于大容量信息编码、多功能显示和隐藏，这种技术与传统依赖于纳米结构几何修改的方法不同，提供了一种更灵活和有效的方式来定制纳米尺度上的光-物质相互作用。实验结果展示了这些MIM微腔具有多功能信息编码、显示和隐藏的能力，实现了高达13个不同灰度级别的编码，超越了传统超构表面辐射体在长波红外中的性能。
原型图像的原始灰度图像、实验结果显示的原型图像的灰度红外图像、设计灰度和半径相关测量灰度图像的比较
易飞课题组通过引入额外的偏振维度，大大增强了信息存储和显示的能力。该团队还详细介绍了这些纳米结构在亚波长分辨率打印中的潜力以及接近衍射极限的信息编码能力。此外，使用在长波红外透明但在可见光谱中不透明的涂层成功隐藏编码信息，为信息安全提供了一种新颖的方法。
本研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、光谷实验室创新项目、深圳市科技计划，以及烟台开发区领军人才项目的资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1364/OE.529006
