Forskere bruger metamaterialer til at oprette todelte optiske sikkerhedsfunktioner

Forskere har udviklet avancerede optiske sikkerhedsfunktioner, der bruger et todelt metamaterialesystem til at skabe et vanskeligt at replikere optisk fænomen. Metamaterialer er konstrueret til at have en egenskab, der ikke findes i naturligt forekommende materialer. De nye sikkerhedsfunktioner kan tilbyde forbedret forfalskningsbeskyttelse for produkter eller pengesedler af høj værdi og forbedre kryptering af oplysninger, såsom PIN-numre, der fysisk sendes til modtagere.

Optiske sikkerhedsfunktioner bruges ofte i dag til at verificere valutaens ægthed, identifikationskort og værdifulde produkter såsom elektronik. Disse funktioner omfatter hologrammer, der ændrer farve i forskellige betragtningsvinkler eller mønstre, der kun vises under ultraviolet lys. Sikkerhedsfunktioner med mange svært at replikere funktioner er de mest sikre, fordi de er svære at gengive.

"En ideel optisk sikkerhedsfunktion skal være svær at kopiere af personer uden licens, let at producere i masse, og blive afhørt bekvemt, "sagde forskningsteamleder Gokhan Bakan fra University of Manchester i Storbritannien." Vores tilgang opfylder alle disse krav og kunne tilbyde mere sikre varer og informationstransaktioner til alle. "

I tidsskriftet The Optical Society (OSA) Optik bogstaver , forskerne beskriver et system, hvor to tynde optiske stykker skal placeres sammen for at danne et metamateriale, der afslører en skjult besked eller QR -kode, der kan læses for det blotte øje. Genkryptering udføres ved at fjerne den øverste del, som ikke indeholder oplysninger, fra den nederste del, der koder for en meddelelse.

For at beskytte følsomme oplysninger, f.eks. En kreditkortnål, en kunde kunne få den øverste del af sikkerhedsfunktionen (nøglen) fra banken på tidspunktet for ansøgningen. Når den krypterede pinkode ankommer med posten, vil kunden bruge nøglen til at afsløre nålen. Hvis udskriften med det krypterede pinkode på er stjålet, det ville være umuligt at dekryptere det uden nøglen.

Afsløring af det hemmelige budskab

De nye todelte sikkerhedsfunktioner har en bunddel, der dannes ved at belægge et tyndt isolerende materiale, eller dielektrisk, på en sølvfilm, der er omkring 120 nanometer tyk. Denne bunddel er i det væsentlige et spejl, idet den reflekterer det meste af det indgående lys. Fordi dens optiske egenskaber er defineret af sølvfilmen og ikke påvirkes af det dielektriske lags tykkelse, kan en besked skjules på dielektriket ved blot at tilføje mere dielektrikum i form af meddelelsen.

Den øverste del af sikkerhedsfunktionen er et transparent elastisk substrat belagt med et metallag, der er omkring 10 nanometer tykt. Denne del, der fungerer som en nøgle, har ingen oplysninger og fremstår halvgennemsigtig. Når de to dele sættes sammen, med det tynde metal på den øverste del mod den nederste del, det danner et optisk hulrum, hvis egenskaber, såsom overfladefarve, afhænger stærkt af den dielektriske tykkelse. Dermed, når de to stykker placeres sammen, en skarp farvekontrast vises og afslører det skjulte budskab, som kan læses med det blotte øje. Fremgangsmåden kan bruges til at oprette nøgler, der er specifikke for hver besked, eller til at lave en hovednøgle, der ville fungere til enhver meddelelse.

"Når de to dele af sikkerhedsfunktionen hænger sammen, det skaber et optisk fænomen kendt som plasmonisk forbedret optisk hulrumseffekt, "sagde Bakan." Selvom denne effekt almindeligvis anvendes til en række forskellige applikationer, såsom optiske filtre, vi adskilte det optiske hulrum entydigt i to, tillader information at blive skjult i en del på en måde, der kun kan afsløres med den rigtige nøgle. "

Fleksibel sikkerhed

Forskerne demonstrerede deres nye tilgang ved at kode QR -koder på stive underlag samt fleksible underlag, der kunne bruges på næsten enhver overflade, herunder sedler. QR -koderne var usynlige for det blotte øje, indtil der blev påført en klæbende plaster af det transparente elastiske substrat. De brugte også metoden til at kode forskellige mønstre og ord.

Selvom forskerne demonstrerede en applikation, der er specifik for optisk sikkerhed, metoden kunne også bruges til optisk sensing til kemiske eller biologiske anvendelser. For eksempel, hvis visse proteiner er knyttet til en tyndfilm, det modulære metamateriale kunne producere en aflæsning, der var synlig for det blotte øje eller læsbar for et kamera.

Forskerne planlægger at videreudvikle den nye optiske sikkerhedsfunktion ved at bruge den med andre optiske fænomener. De ønsker også at kommunikere teknologien med udviklere af sikkerhedskoder og banker, så teknologien kunne testes og udvikles til virkelige applikationer.

"Vores forskning viser, at konvertering af statiske optiske funktioner til modulære kan åbne helt nye applikationer, "sagde Bakan." Dette giver et nyt perspektiv, som forskere kunne bruge til at udvide andre etablerede optiske metoder. "