Ученые из Университета Глазго разработали технологию кодирования двух изображений на одной поверхности. Она основана на использовании специальных пикселей-фильтров, которые при просвечивании пропускают тот или иной цвет в зависимости от поляризации падающего света. Из-за высокого разрешения таких изображений ученые предлагают использовать их в качестве альтернативы голограммам для защиты от подделок, или же для хранения информации. Исследование опубликовано в журнале Advanced Functional Materials.

В своей работе исследователи использовали явления плазмонного резонанса. Он возникает, когда частота падающего света совпадает с частотой колебаний электронов в материале. В результате возникает резонанс и свет поглощается. Одна из главных особенностей этого явления, позволяющая использовать его в различных устройствах, — зависимость частоты резонанса от размера частицы. На этой особенности и основана работа британских исследователей.

В качестве материала ученые использовали алюминиевую пленку толщиной 100 нанометров, помещенную на подложку из боросиликатного стекла и покрытую 150-нанометровым слоем диоксида кремния. В пленке сделаны крестообразные отверстия с разными размерами по вертикали и горизонтали, а также разным периодом расположения. За счет такого строения ученые получили поверхность, которая по-разному пропускает свет разной поляризации. Меняя параметры отверстий, они также получили большое количество цветов, в которые можно «окрашивать» поверхность.

Изображение микроструктуры, квадратом выделен один пиксель, состоящий из четырех отверстий. Heydari et al. / Advanced Functional Materials, 2017

Ученые продемонстрировали поверхность, в которой закодировали два изображения. Если такую поверхность осветить белым светом, то в зависимости от его поляризации на ней будет виден либо герб университета, либо башня одного из его зданий. Исследователи рассматривают два основных применения для такой технологии. Поскольку такая поверхность может хранить до 1,46 гигабайта данных на квадратный сантиметр, они предлагают использовать ее в качестве основы запоминающих устройств. Помимо этого, такими поверхностями, из-за сложности их создания, можно защищать банкноты и документы от подделывания.

Цветовая гамма, зависящая от периода расположения отверстий, их длины, а также поляризации падающего света. Heydari et al. / Advanced Functional Materials, 2017

Существуют и другие технологии защиты от подделок, основанные на сложных микроструктурах. К примеру, недавно корейские ученые научились создавать микроскопические узоры, мелкие детали которых из-за особенностей технологического процесса образуются случайным образом, за счет чего подделать такую структуру практически невозможно, даже имея серьезное лабораторное оборудование. А британские ученые научились снимать «отпечатки пальцев» у бумажных листов — микроструктуру, состоящую из переплетений целлюлозных волокон и уникальную для каждого документа, напечатанного на бумаге.

Heydari et al. / Advanced Functional Materials, 2017

В прошлом году австралийские ученые создали похожую технологию, в которой алюминиевые структуры использовались для создания поверхностей, которые отражают разные цвета в зависимости от поляризации падающего света.

Автор: Григорий Копиев