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激光器

智能微納激光器，可輸出多種激光信號(hào)，讓信息存儲(chǔ)更安全有效

來(lái)源：中國(guó)科學(xué)雜志社2020-08-11 我要評(píng)論(0 )   

智能響應(yīng)型光學(xué)材料在外界刺激下會(huì)輸出不同的光學(xué)信號(hào)，可用于構(gòu)筑信息存儲(chǔ)與加解密光學(xué)器件。與靜態(tài)光學(xué)材料相比，智能響應(yīng)型光學(xué)材料更難被仿制與竊取，因而更加安全...

智能響應(yīng)型光學(xué)材料在外界刺激下會(huì)輸出不同的光學(xué)信號(hào)，可用于構(gòu)筑信息存儲(chǔ)與加解密光學(xué)器件。與靜態(tài)光學(xué)材料相比，智能響應(yīng)型光學(xué)材料更難被仿制與竊取，因而更加安全。

目前，智能響應(yīng)型發(fā)光材料的構(gòu)筑仍存在不足，具有高存儲(chǔ)密度、高信號(hào)識(shí)別能力的微觀器件仍待發(fā)展。
最近，中科院化學(xué)研究所研究團(tuán)隊(duì)（高振華博士、王康博士、閆永麗研究員、姚建年院士以及趙永生研究員）在《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》(National Science Review，NSR)發(fā)表研究論文，利用多態(tài)響應(yīng)的微納激光信號(hào)，構(gòu)筑出新型智能響應(yīng)材料，并展示了其在信息安全領(lǐng)域中的應(yīng)用潛力。 
研究人員首先設(shè)計(jì)合成了一系列具有共振能量轉(zhuǎn)移過(guò)程的給受體激光分子體系，并通過(guò)微乳液自組裝方法，構(gòu)建出摻雜有激光增益分子的高品質(zhì)WGM微球復(fù)合諧振腔。 
進(jìn)一步，研究人員通過(guò)時(shí)間分辨瞬態(tài)熒光光譜、高性能條紋相機(jī)系統(tǒng)等技術(shù)，探究了微納諧振腔體系中給體分子輻射速率（Kr）與能量轉(zhuǎn)移速率（KET）之間的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制。研究表明，隨著激發(fā)功率的增加，諧振腔可發(fā)射不同的光信號(hào)：

  • 當(dāng)Kr＜KET時(shí)，微納諧振腔發(fā)射受體分子的熒光信號(hào)或激光信號(hào)；
  • 當(dāng)Kr ≈ KET時(shí)，發(fā)射受體分子與給體分子的雙重激光信號(hào)；
  • 當(dāng)Kr＞KET時(shí)，發(fā)射給體分子的激光信號(hào)。

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智能響應(yīng)微納激光器不同給/受體激子之間的競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程及多態(tài)微納激光信號(hào)

研究人員進(jìn)一步分析了不同激發(fā)功率下有機(jī)諧振腔內(nèi)部不同激子間的漲落關(guān)系，最終通過(guò)調(diào)控不同激子之間的相互競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程，分別實(shí)現(xiàn)受體分子熒光信號(hào)、受體分子激光信號(hào)、給體分子激光信號(hào)以及雙色激光信號(hào)的動(dòng)態(tài)快速切換。 
有機(jī)微納激光在光控制下可以輸出不同的激光信號(hào)，對(duì)不同屬性的激光信號(hào)進(jìn)行解析以及光子學(xué)編碼，從而可以構(gòu)建多個(gè)編碼態(tài)，為信息容量及信息安全強(qiáng)度的提高提供了非常優(yōu)異的體系。研究人員采用自上而下的精密微加工技術(shù)，將含有不同信息單元的微納激光器進(jìn)行陣列化。構(gòu)筑的智能響應(yīng)的微納激光陣列只有在特定功率激發(fā)光下才可以獲取真實(shí)有效信息，從而實(shí)現(xiàn)激光信號(hào)的數(shù)字化讀取與加解密功能應(yīng)用，為后續(xù)有機(jī)納米光子學(xué)的研究與器件設(shè)計(jì)提供思路及理論依據(jù)。

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智能響應(yīng)微納激光器陣列對(duì)信息進(jìn)行加解密，只在特定功率激發(fā)光下，才能獲得真實(shí)信息


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