1 昆明理工大学材料科学与工程学院，云南 昆明 650093
2 云南省新材料制备与加工重点实验室，云南 昆明 650093
近红外光写入的光激励发光材料不仅能推进光激励发光材料在信息存储领域的实用化进程，也能在生物成像和编码方面发挥独到的作用。然而，近红外光写入型的高容量光激励发光材料仍旧十分缺乏。首先以具有热辅助紫外光激发增值填充容量的BaSi2O5∶Eu2+，Nd3+材料作为基础，进一步掺杂Yb3+离子实现近红外光的热转化，然后复合含有蓝、紫光发射的NaYF4∶Yb3+，Tm3+上转换发光材料，成功展示了980 nm激光调控的强度复用光存储。本研究不仅提供了一种高效的近红外光写入型的光激励信息存储材料，还表明了基于热辅助光激励发光材料构建高效近红外光写入的高简效性。
光激励发光材料 近红外光写入 热辅助激发 信息存储 激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0116005
1 东南大学 智能材料研究院，江苏 南京 211189
2 东南大学 化学化工学院，江苏 南京 211189
近年来，液晶网络材料因为在人工肌肉、软体机器人、微流控制器和4D打印材料等智能软器件领域的应用受到了越来越多的关注。液晶网络材料在化学结构上同时包含聚合物交联网络和液晶基元，在性能上同时具有聚合物的可加工性、化学稳定性和力学特性以及液晶可调的各向异性，因此具有外观易编辑、功能可调、对多种刺激都能响应等优点。利用这些特点，可以将指定的形状或颜色信息精确地写入到材料中，同时在特定外界刺激（光，热，电场，溶剂等）下使信息再次显现，实现信息的存储、加密与读取。本文简要论述了具有可编辑颜色（包括结构色和荧光颜色）和形状记忆的液晶网络材料的信息存储方式，重点介绍了液晶网络材料在伪装、多级信息存储与信息传递等方面的应用研究进展。
液晶网络 形状记忆 可编辑颜色 信息存储 liquid crystalline network shape memory programmable color information storage
1 兰州大学 材料与能源学院， 甘肃 兰州 730000
2 包头稀土研究院， 内蒙古 包头 014030
长余辉材料中的深陷阱具有优异的能量存储和释放性能，因此在光学信息存储方面有很大应用优势。本文采用高温固相法合成了新型黄色长余辉材料γ?SrGa2O4∶Bi3+，其发射光谱是以565 nm为中心、范围为400~800 nm的宽带发射，该发射归属于Bi3+离子的3P1→1S0跃迁。在紫外灯照射后，观察到γ?SrGa2O4∶Bi3+样品明亮的黄色长余辉发光。通过热释光谱分析可知γ?SrGa2O4∶Bi3+中主要有三种陷阱，其深度分别为0.678，0.838，0.978 eV。深度为0.678 eV的浅陷阱是该材料产生长余辉现象的主要原因，而深度为0.838 eV的深陷阱对应的热释峰强度在12 h后仅下降18.6%，这说明深陷阱中电子释放缓慢。基于材料的深陷阱性能，设计了字母图案并对其进行光学信息存储实验，结果表明该材料在信息存储方面有潜在应用前景。
信息存储 γ-SrGa2O4∶Bi3+ 黄色长余辉 陷阱 information storage γ-SrGa2O4∶Bi3+ yellow long persistent luminescence trap
厦门大学材料学院，固体表面物理化学国家重点实验室，福建省材料基因组重点实验室，福建 厦门 361005
长余辉发光材料因其独特的延迟发光特性，在夜间安全、生物荧光标记、光学信息存储和光学防伪等领域得到了广泛的应用与研究。长余辉发光材料的应用与其陷阱深度密切相关，其中面向光学信息存储应用的长余辉发光材料需要具备较大的陷阱深度以保证较高的室温存储效率。基于深陷阱长余辉发光材料的光学信息存储技术具有重复擦写性好、背景噪声小、存储容量大、可设计性强等优点，特别在多维光学信息存储技术发展方面具有巨大应用潜力，成为当前新型光电功能材料的研究热点之一。简要概述深陷阱长余辉发光材料在光学信息存储应用领域的研究背景，介绍基于深陷阱载流子俘获和再释放的信息存储和读取原理，梳理近年来深陷阱长余辉发光材料研究的重要突破和最新进展，最后对深陷阱长余辉发光材料未来的发展进行展望。
激光与光电子学进展
2021, 58(15): 1516001
天津大学电气自动化与信息工程学院, 天津 300072
数据量的不断增长给信息存储带来巨大挑战。脱氧核糖核酸(DNA)具有寿命长、稳定性好、维护率低和容量高等先天优势,被公认为一种有潜力的自然信息存储介质。鉴于此,提出一种新的DNA信息存储方案,该方案采用Raptor码将二进制文件转换为DNA碱基序列,并结合DNA自身结构的特点引入四进制RS(Reed-Solomon)纠错码,保障信道传输的可靠性,此外提出GC(鸟嘌呤和胞嘧啶碱基)含量及均聚物的筛选方案,降低DNA的合成、测序难度及错误率。最后将文本、图片和音频等不同格式的文件分别通过该存储框架后编码为碱基序列,并进行生物实验合成DNA以实现信息的存储。实验结果表明:基于Raptor码的DNA存储框架的每个碱基的平均编码效率为1.49 bit,使用生物实验合成的DNA能够无错误恢复文件,具有良好的信息存储性能。
生物光学 信息存储 脱氧核糖核酸 Raptor码 RS纠错码 激光与光电子学进展
2020, 57(15): 151701
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
介绍了一种发光性质依赖于水接触的新型纳米发光材料——基于超级碳点的发光“纳米炸弹”。在甲苯溶液中, 这种“纳米炸弹”光致发光很弱;当遇见水后, “纳米炸弹”分解为小的碳点, 光致发光显著增强。将“纳米炸弹”与纸复合可应用在喷水荧光打印和汗孔成像。目前, 大部分智能荧光材料存在光稳定性差, 潜在的生物毒性, 制备成本高, 或与传统喷墨打印不兼容等缺点。本文报道的碳基纳米材料没有(或很少有)这些缺点, 并可实际应用在光信息存储, 司法鉴定和医疗检测等领域。
碳纳米点 智能发光材料 喷水打印 汗孔成像 光信息存储 carbon nanodots smart luminescent materials water-jet printing sweat pore patterns optical information storage
1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
2 复旦大学信息科学与工程学院, 上海 200433
信息技术已经进入纳米时代，纳米光学和光子学正是为满足快速和高密度信息技术的需求而产生、发展的。先进的纳米光学和光子学器件应该是高速、高分辨率和高集成的，形成各类光学和光子学芯片和盘片。由于器件最小特征尺寸和加工分辨率受限于光的衍射极限，现有技术已接近实用化技术的理论极限并且成本很高，只有突破光学衍射极限才能进一步发展纳米光学和光子学。在光的远场和近场应用超分辨率技术，是当前重要的前沿课题，它们的应用主要集中于信息技术领域，具有代表性的是纳米信息存储和光刻中的光学超分辨率技术等。
纳米光学 纳米光子学 超分辨率 光信息存储 光刻
本文研究利用光学超分辨技术提高光盘存储密度.给出了一种可以达到衍射超分辨力的多元环形滤光片的设计结果.介绍了该多元环形滤光片的理论设计方法.之后用遗传算法设计了多组多元环形滤光片的结构参数,模拟结果显示设计的环形滤光片能使横向的半峰全宽半径值减小30%,达到提高信息存储密度的目的.另一方面该环形滤光片能使焦深不变或变长,减小了在记录过程中因为光盘的微小波动而引起的记录信息的错误率.
高密度信息存储 多元环形滤光片 超分辨力 遗传算法
1 北京工业大学 应用数理学院，北京 100022
2 天津科技大学 理学院，天津 300222
3 西安理工大学 理学院，西安 710048
光折变聚合物材料与光折变晶体相比，其非线性光学系数大，响应时间快，成本低廉，制备灵活，有可能成为制作光子学集成器件的材料。简要介绍了光折变聚合物材料在图像识别、光信息存储及光学相干层析技术等方面的应用情况，指出光折变聚合物材料中存在光子带隙。最后预测了光折变聚合物材料作为光子晶体在光子学器件中的应用前景。
光折变聚合物材料 图像识别 光信息存储 光子晶体 photorefractive polymer pattern recognition holographic storage photonic crystal
