利用纳秒级光纤激光器直接书写的方式实现了304不锈钢板表面超高效虹彩结构的构建，其速度可达到5 mm²/s以上。通过改变激光能量参数，得到了激光诱导金属表面虹彩结构特定形成的工艺范围。实验分析得出，改变参数，使得每次脉冲形成的熔池边界间距满足布拉格条件，可使这种微观结构出现虹彩现象。同时，利用特定工艺直接构建了一种具有光栅衍射虹彩、薄膜干涉结构色及固有色的复合结构，这种结构可在不同的角度下实现三种颜色交替主导的色彩表现，这也为金属表面的个性化着色提供了新方案。

本文旨在丝绸基底上获得一种结构稳定、色彩明亮的涂层结构。以单分散SiO2@PDA微球为光子晶体的前驱体, 在丝绸上构建SiO2@PDA光子晶体, 通过壳聚糖溶液对结构色丝绸进行后处理, 探究不同质量分数的壳聚糖溶液对结构色丝绸色牢度的影响。利用场发射扫描电子显微镜(SEM)观察SiO2@PDA光子晶体结构的微观形貌, 能谱仪(EDS)表征SiO2微球样品的元素组成, X射线衍射仪表征SiO2和SiO2@PDA微球的物相结构, 并通过摩擦测试和水洗测试探究结构色丝绸的色牢度。本实验制备的SiO2和SiO2@PDA微球粒径大小均一、单分散性良好, SiO2@PDA光子晶体结构呈周期性紧密排列。与未通过壳聚糖溶液处理的结构色织物相比, 在质量分数为3%的壳聚糖溶液后处理下, 摩擦测试和水洗测试后结构色脱落较少, 仍能保持原来的颜色。实验表明, 壳聚糖溶液处理可以有效提高结构色织物的色牢度。

信息安全对人类社会极为重要，关系到个人和各类组织的财产与安全，因此一直以来受到人们的极大关注。其中，物理型信息安全技术因其物理载体和实现原理的多样性和隐匿性而具有极高的安全性。当前，通过引入特征尺寸小、功能丰富的光学纳米结构，物理型信息安全技术借助纳米尺度光场调控的新方法和新实践，在信息容量、安全性和功能性等方面都得到了极大提升。为厘清该领域的发展脉络与方向，本文将回顾近年来基于光学纳米结构的物理型信息安全技术的新发展，介绍该技术的基本原理、实现方法与优势特点，重点阐述其中的基于表面结构色图像、全息和轨道角动量的信息安全技术。此类信息安全技术不仅对于军用、民用机密信息防护具有重要意义，而且在商标防伪和身份认证等领域也有着巨大的应用潜能。

首先简述了双光子聚合3D打印技术的原理及特点；然后介绍了3D打印的衍射光栅、光子晶体、仿生结构及单个微纳结构等代表性结构色方案，并重点回顾了立体、动态结构色信息的呈现方式及其在光学防伪、信息存储和光学传感等领域中的应用；最后总结了双光子聚合3D打印技术的研究现状及存在的问题，并对其未来的研究方向及应用前景进行了展望。

为使人工制备的结构色实现色调精确调控制备以及更高的饱和度，分别以硅片和带有275 nm厚二氧化硅层的硅片为衬底，采用自组装法制备平面六角密堆积结构二维有序模板，通过磁控溅射方法在其上沉积不同厚度的金薄层（沉积时间为20 s、80 s和120 s），再利用532 nm脉冲激光后处理的方式，研究不同衬底及激光后处理过程对结构色薄膜呈色性能的影响。结果表明：镀膜时间相同，激光扫描速度减小，反射光谱中心波长发生蓝移；扫描速度相同，镀膜时间增加，在较低扫描速度下，中心波长先发生蓝移，再向长波方向发生红移，增大激光扫描速度时，样品反射光谱峰位整体出现轻微的蓝移趋势；此外，衬底添加二氧化硅层后，其他参数不变的情况下，样品除色调发生明显改变外，其颜色饱和度也得到明显提高。

结构色在光学伪装等领域具有重要的应用前景，但其存在严重的角度依赖性。提出利用随机微扰表面降低反射光谱角度依赖性的方法；研究了不同微扰特征的粗糙表面结构在不同入射角下的反射光谱；通过有限元法计算了横电波、横磁波的反射光谱特性和能量传播特性，并据此获得了等效自然光的反射光谱和角度依赖规律。分析发现在0°~40°入射角度范围内，平整表面结构的反射光谱峰值移动了34.0 nm，随机微扰表面结构的反射光谱峰值仅移动了10.0 nm，角度依赖特性降低了70.6%，结果表明微扰表面结构对于降低角度依赖性具有显著作用。

在Na2O-MgO-CaO-Al2O3-SiO2-P2O5的多元釉系统中，通过研究不同氧化铁含量釉熔体的显微结构及析晶行为规律，揭示了釉面不同呈色的机理。结果表明：磷酸钙促进了釉系统中的分相作用，进而对釉面呈色起到重要作用；当氧化铁浓度较小时，Fe3+以离子形式存在，这时Fe3+以化学发色为主导致釉面呈现墨绿色；随着氧化铁的增加，釉层分相作用加强其相界面增大，入射光在大量的相界面间经过多次的散射和消耗被吸收，最终形成釉面的黑色效果；过量的氧化铁会从釉层硅酸盐网络体系中析出，形成α-Fe2O3纳米晶体导致釉面呈现出红色；釉层的α-Fe2O3纳米晶体继续长大形成针状阵列排布结构，进而对入射光进行相干散射形成釉面的银灰色效果。随着氧化铁用量的变化，化学发色和结构发色的共同作用形成釉面的不同呈色效果。