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通过相位与振幅联合控制实现增强光学安全性的全息彩色印刷
摘要： 传统光学防伪装置通过调控光的特定属性来产生独特的光学特征以实现认证。例如，显微彩色印刷调制光的振幅，而全息图通常调制光的相位。然而，它们相对简单的结构和行为容易被仿制。我们设计了一种像素结构，将结构色元件叠加在相位板上以同时控制光的相位和振幅，并将这些像素阵列化形成具有复杂行为的整体印刷图案。我们制造的印刷品在白光下呈现彩色图像，同时在红、绿或蓝激光照射下可投射出三种不同的全息图。这些全息彩色印刷品易于验证却难以仿制，能为防伪应用提供增强安全性。由于印刷品仅将信息编码于单一聚合物材料的表面浮雕中，定制母模的纳米级3D打印可能通过纳米压印光刻实现其大规模制造。
关键词： 全息术、彩色印刷、防伪技术、光学安全、相位与振幅控制
更新于2025-09-23 15:22:29
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等离子体色彩重现光彩
摘要： 最早期照片背后的现象正为彩色打印和显示技术带来新的研究灵感。现存最早的摄影作品之一拍摄了位于古埃及首都底比斯的拉美西斯二世陵庙。这张影像清晰锐利——金光笼罩的建筑与蔚蓝天空相映成趣，宛如现代快照，但这幅现藏于大都会艺术博物馆的作品实则拍摄于1844年。这种名为银版摄影术的早期成像技术并非通过现代高分辨率手段实现，而是将碘化银涂层表面置于光照下，形成直径1-2纳米的单质银团簇。影像经汞蒸气显影后生成银汞纳米颗粒，这些颗粒通过散射光线构成最终画面，其分辨率即使以现今标准衡量仍令人惊叹。两个世纪后，这项最古老摄影技术正在复兴：它正启迪着下一代超高分辨率彩色打印与显示技术的发展。
关键词： 等离激元色彩、达盖尔银版法、显示器、纳米粒子、彩色印刷
更新于2025-09-23 15:19:57
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通过激光直写技术制备高质量、均匀且稳定的等离子体颜料
摘要： 通过激光直写技术可生成具有长期稳定性的绚丽等离激元色彩。该等离激元着色系统由离子注入法在石英玻璃中形成的银纳米颗粒（Ag NPs）层构成。激光诱导的等离激元加热使微小银纳米颗粒融合成较大颗粒，从而改变等离激元共振特性。通过调节辐照时间和功率可进一步调控等离激元共振，呈现从红色到绿色及青色的散射色彩。通过激光扫描银纳米颗粒层，可获得高分辨率（约10.5万DPI）的精细等离激元图案与图像，并长期保持（数月之久）。相比其他等离激元着色系统，这种激光打印的等离激元着色技术操作简便、成本经济、精准度高且稳定性优异，同时具有丰富色相，在光学器件、显示技术、装饰工艺、数据存储及防伪标识等工业领域具有重要应用潜力。
关键词： 彩色印刷、光热效应、银纳米粒子、离子注入
更新于2025-09-19 17:13:59
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等离子体画家实现连续红绿蓝（RGB）色域的混色方法
摘要： 长期以来，将色彩混合出卓越效果的能力一直是大师级画家的独门技艺。他们通过在调色板上精细调配不同比例的颜料，凭直觉就能调出任意色彩的平滑渐变。而通过表面结构图案化（而非色素颜料）实现这种平滑色彩变化，长期以来都是个难题。我们借鉴画家的手法，展示了光学超表面产生的色彩混合效果。我们提出了一种单层等离子体色像素，以及基于加法RGB色彩模型的纳米光子结构色混合方法。这些色像素由能产生鲜明原色的等离子体纳米棒阵列构成，只需调节平面几何参数就能独立控制色彩亮度而不影响色度。通过交错排列不同的纳米棒阵列，我们实现在单个像素上组合多达三种原色。基于此，我们演示了双色与三色混合，实现了等离子体RGB色域的连续覆盖，从而获得近乎无限色彩的调色板。利用这种多谐振色像素，我们在纳米尺度实现了具有超平滑色彩与亮度过渡的逼真彩色及单色图像打印。我们的色彩混合方法可应用于广泛的散射体设计与材料，有望用于多波长滤色片和动态逼真显示领域。
关键词： 等离激元颜色、纳米光子学、等离激元晶格、彩色印刷、纳米天线、结构色
更新于2025-09-16 10:30:52
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利用全介质超表面实现彩色打印与全息术的同步光谱与空间调制
摘要： 超表面具有以前所未有的超高分辨率调控光的相位、振幅甚至光谱响应的卓越能力，因而备受关注。本文提出并实验验证了一种新型超表面器件，通过亚波长尺度同步调制光谱与空间响应，将彩色印刷与计算机全息术集成于单层介质超表面中。该设计在白光照射下呈现微观彩色图像，同时在红绿激光照射时远场可投射出两幅不同的全息图像。我们选用非晶硅二聚体与纳米鳍作为构建单元，并采用改进的并行Gerchberg-Saxton算法获取具有任意空间形态的多幅子全息图，实现图像索引排列的同时避免相位信息损失。该方法可进一步拓展超表面的设计自由度。通过像素级光谱与空间调控，单层器件能引入多组独立信息，其附加的复杂性与增强的信息容量有望应用于信息安全与防伪等新兴领域。
关键词： 光谱与空间调制、彩色印刷、超表面全息图、全介质超表面
更新于2025-09-12 10:27:22