利用多通道的平面光學元件實現對光的振幅、相位、偏振、波長等參量的多自由度操控是當代諸多光電子信息研究的基石。以此為基礎實現的光學隱寫術在光信息存儲、光學加密、光學防偽等領域具有廣闊應用前景。然而，傳統光學隱寫系統加工過程復雜，器件口徑小，編碼及解碼過程自由度受限，限制了其進一步的應用。
圖1. 基于液晶實現光學隱寫術的原理。a. 液晶光學隱寫器件示意圖。b. 正交偏光顯微鏡下平行取向的液晶織構。c. 基于平行取向液晶疇實現萬花筒圖像。d. 正交偏光顯微鏡下扭曲向列相液晶織構。e. 基于扭曲向列相液晶疇實現中國風水墨畫。
其中?為液晶扭曲角度，
，光透過液晶層產生的相位延遲為
，αp為入射光相對入射端液晶指向矢的偏振角度。可推得，經過檢偏器后的透射光強為：
αa為入檢偏器透光軸相對液晶指向矢的角度。
可以看出，透射光強度受液晶扭曲角度、起偏角、檢偏角等因素影響。當扭曲角度為0°（即平行取向）且平行于正交偏振片（透光軸沿x/y方向）的任意一透光軸時，液晶器件對光不產生調制，透過光強為0，因此呈現暗態；當液晶取向方向與起偏（檢偏）器透光軸存在一定夾角α時，透射光產生相應的相位延遲，器件呈現出偏振干涉色（圖1b, c）；扭曲向列相液晶可以改變入射光的偏振方向，在正交偏光片下可實現任意灰度圖案（圖1d, e）。有趣的是，取向方向為α的液晶疇與取向方向為π-α的液晶疇具有相同相位延遲，即二者在正交偏光片下呈現出相同的偏振干涉色。于是，將不同信息編碼為液晶疇結構的取向信息，通過合理設計液晶疇結構的取向方向與起偏/檢偏器的角度，即可實現不同信息的隱藏與讀取。
圖2. 基于平行取向液晶疇的光學隱寫術及電場調諧的偏振干涉色
圖4. 電場調控實現光學隱寫術及視角依賴的光學隱寫術
該研究工作得到了國家重點研發項目、國家自然科學基金、上海市科委創新計劃項目、上海市科學委員會、上海市教育發展基金會、上海市教委“曙光計劃”的支持。
相關鏈接：https://doi.org/10.1002/adom.202202971
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202211521
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