微/納光子學(xué)條形碼因其具有小尺寸且易于識(shí)別的特點(diǎn),，而被廣泛應(yīng)用到智能跟蹤,、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及高級(jí)防偽等領(lǐng)域。有機(jī)回音壁模式（WGM）諧振腔可以發(fā)射銳利的光譜識(shí)別特征峰,，對(duì)于構(gòu)筑微納光子學(xué)條形碼具有重要意義。在此之前,，有機(jī)微納多色WGM諧振腔主要通過在單個(gè)器件上集成具有不同帶隙的增益介質(zhì)來實(shí)現(xiàn),。然而由于短波材料的發(fā)射被窄間隙材料所吸收，嚴(yán)重抑制了高能區(qū)域的光子出射,，最終限制了高品質(zhì)空間分辨光子學(xué)條形碼的發(fā)展,。構(gòu)建增益介質(zhì)空間分離的WGM諧振腔可以顯著減少吸收損耗，從而有效解決上述問題,。高品質(zhì)WGM異質(zhì)諧振腔有利于集成光譜編碼與圖形編碼的優(yōu)勢,，為構(gòu)筑高編碼容量的光子學(xué)條形碼提供了非常優(yōu)異的體系。繼承了一維棒狀結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢,，環(huán)形諧振構(gòu)型通過在其環(huán)形方向上調(diào)控增益布置,，為構(gòu)建空間分辨的多色WGM微腔提供了解決方案。然而,，目前對(duì)于有機(jī)異質(zhì)微環(huán)諧振腔的組裝和性質(zhì)研究,，還處在極個(gè)別探索階段。

齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）材料科學(xué)與工程學(xué)部微納光功能材料團(tuán)隊(duì)針對(duì)有機(jī)異質(zhì)微環(huán)諧振腔結(jié)構(gòu)無法有效構(gòu)筑這一核心問題,，創(chuàng)新性提出利用表面張力輔助的異質(zhì)組裝策略構(gòu)建空間分辨的有機(jī)WGM異質(zhì)微環(huán)諧振腔的有效方法,，從而為構(gòu)筑具有高編碼容量與高安全性能的光子學(xué)條形碼安全標(biāo)簽提供了解決思路。

研究人員通過在自組裝過程中精確調(diào)節(jié)給受體分子間電荷轉(zhuǎn)移強(qiáng)度,，構(gòu)筑了全色光譜輸出的有機(jī)WGM微環(huán)諧振腔,。微環(huán)在激光的泵浦下，發(fā)出的熒光光子經(jīng)過腔體的調(diào)制,，會(huì)形成含有一系列尖峰的調(diào)制譜,。這些尖峰的位置和數(shù)目與腔體的尺寸及折射率有關(guān),，于是這些光譜就包含了微腔結(jié)構(gòu)的指紋信息。因此,，研究者創(chuàng)新性的對(duì)這些調(diào)制光譜進(jìn)行編碼,，從而構(gòu)建了高質(zhì)量的光子條形碼。值得注意的是,，通過控制異質(zhì)乳液液滴之間的定向擴(kuò)散,，最終獲得了具有多個(gè)編碼元素的空間分辨的WGM異質(zhì)微環(huán)諧振腔，從而顯著提升了條形碼的安全強(qiáng)度和編碼容量,。

圖1. 有機(jī)全色微環(huán)諧振腔的可控構(gòu)筑

圖2. 有機(jī)異質(zhì)微環(huán)諧振腔的制備及其防偽應(yīng)用

進(jìn)一步創(chuàng)新性的對(duì)這些有機(jī)異質(zhì)微環(huán)發(fā)射的空間分辨光譜進(jìn)行編碼,，從而構(gòu)筑了高級(jí)安全防偽標(biāo)簽，最終在防偽領(lǐng)域顯示了巨大的應(yīng)用潛力,。本工作將在分子水平上對(duì)有機(jī)異質(zhì)微環(huán)諧振腔組裝機(jī)制的深入理解以及柔性納米光子學(xué)材料的理性設(shè)計(jì)提供了新思路,。

上述成果以“基于空間分辨的有機(jī)環(huán)形異質(zhì)諧振腔的光子學(xué)條形碼”（Spatially Resolved Organic Whispering-Gallery-Mode Hetero-Microrings for High-Security Photonic Barcodes）為題，發(fā)表在國際頂級(jí)期刊《德國應(yīng)用化學(xué)》（Angew. Chem. Int. Ed.）上,，并被遴選為封面文章與熱點(diǎn)論文,。

齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）材料科學(xué)與工程學(xué)部碩士研究生馮星偉與林儒為文章共同第一作者。材料學(xué)部高振華教授和中科院化學(xué)所趙永生研究員為文章的共同通訊作者,。本研究得到了國家自然科學(xué)基金,、山東省自然科學(xué)基金、山東省泰山學(xué)者青年專家計(jì)劃和齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）科教產(chǎn)基礎(chǔ)研究類項(xiàng)目等項(xiàng)目的支持,。

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202310263