💡这项突破是什么?
全息技术因其在三维显示、数据存储、光学加密等领域的巨大潜力而备受关注。传统全息复用技术通常依赖于偏振、波长等单一物理维度，信息容量有限。南京大学现代工程与应用科学学院陆延青教授团队提出了一种基于光响应手性液晶超结构的动态多维全息复用新方案，通过光控图案化技术，实现了偏振、波长、传播方向等多维度的独立编码与动态调控，显著提升了全息的信息容量和安全性。
该方案的核心在于利用手性液晶分子的光响应特性与自组装能力，构筑复杂的三维几何相位超结构。通过非对称图案化锚定技术，可独立控制微区液晶分子的排列，实现点对点编码。在特定波长光照下，手性液晶超结构的螺旋轴方向会发生改变，导致几何相位分布的动态反转，从而实现全息图案的动态切换，例如阿拉伯数字、笑脸等图案的动态反转。此外，光的传播方向是另一个有趣却鲜有利用的物理维度，在手性液晶光子带隙内，光的穿透深度有限。课题组利用光控图案化独立控制微区手性液晶首尾两端的分子排列，实施点对点编码，从而引入上下表面锚定的非对称性，并得益于液晶分子快速、自适应的受控组装能力，获得极为复杂的三维手性液晶几何相位超结构的精准构筑，实现基于传播方向编码的新颖双向全息技术，且不同入射面的复现图案互不干涉交叠。
联合上述偏振、波长、传播方向、光照时间等多个维度编码，课题组展示了新型信号灯（图2）的简单应用实例，独立密钥可以解锁不同的方向与行动信息，实现了高密度、高安全性的信息加密与解密。该工作提出了一套基于手性液晶几何相位超结构的动态多维全息复用的新方案，得益于自下而上的液晶分子受控自组装与自上而下的非对称图案化锚定的协同作用，该方案展现出较高的灵活性，同时具有成本低廉、制备便捷、操作简便、非侵入性等优势，为信息存储、处理与显示等领域提供新思路和新技术。
图2. 信息加密与解密应用
相关成果以Simultaneous realization of dynamic and hybrid multiplexed holography via light-activated chiral superstructures为题，发表于《Laser & Photonics Reviews》（DOI: 10.1002/lpor.202200011），并入选内封面Inside Back Cover。
南京大学为该论文唯一单位，现代工学院陈鹏副教授为第一作者，陈鹏副教授、胡伟教授、陆延青教授为共同通讯作者，研究生沈志雄、徐春庭、张逸恒、及葛士军副研、马玲玲副研对本文亦有重要贡献。该研究由国家重点研发计划（青年科学家项目）、江苏省前沿引领技术基础研究专项、国家自然科学基金及江苏省双创计划等资助完成。
论文信息：
Simultaneous realization of dynamic and hybrid multiplexed holography via light-activated chiral superstructures.
Peng Chen,* Zhi-Xiong Shen, Chun-Ting Xu, Yi-Heng Zhang, Shi-Jun Ge, Ling-Ling Ma, Wei Hu,* and Yan-Qing Lu*.
Laser Photonics Rev. 2022, 2200011.
论文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/lpor.202200011
