Licht werpen op namaakproducten door middel van nano-optische technologie

Elk jaar gaat er wereldwijd naar schatting twee biljoen dollar verloren door namaakproducten, variërend van sieraden tot medicijnen. Aangezien de huidige beveiligingslabels en productauthenticatiemethoden snel achterhaald raken of gemakkelijk te hacken zijn, is er een toenemende urgentie voor veiligere anti-vervalsingslabels.

Een onderzoeksteam heeft een 3D-geprint nano-optisch beveiligingslabel gemaakt dat 33¹⁰⁰ mogelijke combinaties voor verhoogde veiligheid in optische anti-vervalsing. Universitair hoofddocent Joel Yang en team van de Singapore University of Technology and Design (SUTD) werkten samen met professor Min Gu van de Universiteit van Shanghai voor Wetenschap en Technologie (USST) en universitair hoofddocent Cheng-Wei Qiu van de National University of Singapore (NUS), samen met hun respectievelijke teams en publiceerden hun onderzoekspaper in Natuur Nanotechnologie.

Het onderzoeksteam bereikte een dergelijke prestatie door gebruik te maken van hoger dimensionaal gestructureerd licht, dwz gekleurde Orbital Angular Momentum (OAM) -stralen, door de fabricage van 3D-geprinte spiraalvormige faseplaten. Belangrijk is dat deze platen zijn geminiaturiseerd tot een diameter die kleiner is dan die van een lok mensenhaar en verder zijn geïntegreerd met structurele kleurfilters – stekelige structuren die specifieke kleuren licht doorlaten (zie afbeelding).

“Orbital Angular Momentum of OAM-lichtbundel wordt steeds vaker gebruikt in opwindende onderzoeksruimten zoals optische communicatie, beeldvorming met superresolutie en kwantumcomputing, en we wilden ook de mogelijkheden ervan op het gebied van namaakbestrijding onderzoeken. Maar OAM vereist coherente lichtbronnen zoals lasers. We wilden zien of we in plaats daarvan onsamenhangend licht van de zon of een gloeilamp konden gebruiken om OAM-stralen te genereren, “legde Hongtao Wang, eerste auteur van het artikel en SUTD-NUS joint Ph.D. student.

In hun studie omvatten ze kleur, ruimtelijke positie en OAM van licht (één vrijheidsgraad van licht) op een kleine generator met gekleurde vortexbundel (CVB) (25 μm). Met slechts 10-bij-10 CVB-eenheidsreeksen om te demonstreren, zou het optische beveiligingslabel dat ze hebben ontworpen, wegen kunnen openen voor de volgende generatie optische anti-vervalsing.

“We zien dingen duidelijk als we ze tegen het licht houden. Wat ons team heeft gedaan, is leren hoe we het natuurlijke licht om ons heen kunnen gebruiken en er kleine bundels uit kunnen halen die informatie bevatten die niet alleen in kleur is gecodeerd, maar ook in hoe veel ‘verdraaien’ we het golffront. Deze optische versie van het combinatieslot dat gebruikmaakt van hoog-dimensionaal gestructureerd licht biedt ons een krachtig platform voor geavanceerde anti-vervalsing en informatiebeveiliging, “verklaarde hoofdonderzoeker Associate Professor Yang.