上海光机所在亚波长超构薄膜红外防伪技术研究方面取得新进展

近日，中科院上海光机所邵宇川研究员团队，报道了一种面向红外防伪应用的偏振敏感型长波红外窄带热辐射器。研究人员使用亚波长双层超构薄膜结构（金属层+声子极化介质层），实现了偏振敏感的长波红外热辐射响应。利用长波红外相机结合偏振片旋转的测试方案，有效验证并演示了该热辐射器在红外防伪应用中的独特功能与潜力。研究成果以“Polarization-Sensitive Long-Wavelength Infrared Narrowband Thermal Emitter for Anticounterfeiting”为题，发表于ACS Applied Optical Materials。 Cf%)W:Q9  
实现长波红外(LWIR，8-14 μm)波段的灵活热辐射调控在红外隐身、辐射制冷、气体传感和红外防伪与加密等领域具有重要价值，但通常面临两大挑战。（1）自然材料局限性。黑体热辐射呈宽带特性且缺乏偏振选择性，III-V族半导体（如GaP）的声子吸收波段通常位于20–60 μm，难以覆盖LWIR大气窗口。现有的长波红外声子极化材料（如SiO2、TiO2）的偏振消光比（PER）普遍低于10，难以满足高安全性防伪需求。（2）制备工艺瓶颈。超构表面、光栅等人工微纳结构依赖高成本光刻技术，难以实现大面积制备，也难以兼顾光谱与偏振同时调控等多功能应用需求。 ~[,E i k  
针对上述挑战，研究团队提出了一种低成本、可大面积制备的双层超薄热辐射器，该器件基于亚波长双层超构薄膜（900nm的多晶WO3极性介质层和100 nm的Au薄膜），通过调控其偏振参数实现高安全性光学防伪应用。研究首次将退火后的WO3薄膜（新型声子极性介质材料）用于LWIR偏振敏感热辐射控制，利用Berreman共振模式与FP干涉模式的协同调控，突破传统氧化物薄膜的偏振消光比限制（实验测试的PER达23.2）。最后，通过旋转加装在LWIR相机前的偏振片角度，实现了SIOM标志图案的动态显隐（TM偏振清晰可见，TE偏振完全隐藏），证实了器件的高安全性红外防伪能力。研究团队通过材料体系创新（WO3）与共振方式创新（Berreman+FP）解决了LWIR窄带热辐射的高消光比偏振控制难题，为红外防伪与加密技术发展提供了新范式。 d5u,x.R