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激光器

智能微納激光器，可輸出多種激光信號，讓信息存儲更安全有效

來源：中國科學雜志社2020-08-11 我要評論(0 )   

智能響應型光學材料在外界刺激下會輸出不同的光學信號，可用于構筑信息存儲與加解密光學器件。與靜態光學材料相比，智能響應型光學材料更難被仿制與竊取，因而更加安全...

智能響應型光學材料在外界刺激下會輸出不同的光學信號，可用于構筑信息存儲與加解密光學器件。與靜態光學材料相比，智能響應型光學材料更難被仿制與竊取，因而更加安全。

目前，智能響應型發光材料的構筑仍存在不足，具有高存儲密度、高信號識別能力的微觀器件仍待發展。
最近，中科院化學研究所研究團隊（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《國家科學評論》(National Science Review，NSR)發表研究論文，利用多態響應的微納激光信號，構筑出新型智能響應材料，并展示了其在信息安全領域中的應用潛力。 
研究人員首先設計合成了一系列具有共振能量轉移過程的給受體激光分子體系，并通過微乳液自組裝方法，構建出摻雜有激光增益分子的高品質WGM微球復合諧振腔。 
進一步，研究人員通過時間分辨瞬態熒光光譜、高性能條紋相機系統等技術，探究了微納諧振腔體系中給體分子輻射速率（Kr）與能量轉移速率（KET）之間的競爭機制。研究表明，隨著激發功率的增加，諧振腔可發射不同的光信號：

  • 當Kr＜KET時，微納諧振腔發射受體分子的熒光信號或激光信號；
  • 當Kr ≈ KET時，發射受體分子與給體分子的雙重激光信號；
  • 當Kr＞KET時，發射給體分子的激光信號。

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智能響應微納激光器不同給/受體激子之間的競爭過程及多態微納激光信號

研究人員進一步分析了不同激發功率下有機諧振腔內部不同激子間的漲落關系，最終通過調控不同激子之間的相互競爭過程，分別實現受體分子熒光信號、受體分子激光信號、給體分子激光信號以及雙色激光信號的動態快速切換。 
有機微納激光在光控制下可以輸出不同的激光信號，對不同屬性的激光信號進行解析以及光子學編碼，從而可以構建多個編碼態，為信息容量及信息安全強度的提高提供了非常優異的體系。研究人員采用自上而下的精密微加工技術，將含有不同信息單元的微納激光器進行陣列化。構筑的智能響應的微納激光陣列只有在特定功率激發光下才可以獲取真實有效信息，從而實現激光信號的數字化讀取與加解密功能應用，為后續有機納米光子學的研究與器件設計提供思路及理論依據。

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智能響應微納激光器陣列對信息進行加解密，只在特定功率激發光下，才能獲得真實信息


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