基于入射角度、偏振和轨道角动量等复用的超表面为主动光学波前整形提供了一种巧妙且有效的策略，具有高安全性和高容量的光学加密平台是其最重要的应用之一，通过控制入射光偏振、倾角等可以使得基于复用超表面的光学加密平台同时生成不同纳米压印成像和全息成像，有效增强加密数据的安全性和容量。

上海理工大学庄松林院士、张大伟教授领导的超精密光学制造创新团队通过将液晶与复用超表面集成，提出了一系列基于液晶可调谐超表面的新一代光学加密平台，具有紧凑的结构、高安全性的信息加密和高容量的信息存储等优势，所提的光加密策略建立了一个有前景的数据安全与认证的平台。相关系列研究成果发表在Optics Express与Optics Letters上，该系列3篇论文的第一作者为光电学院硕博连读生张世杰，通讯作者为王琦副教授，论文共同作者还包括上海理工大学庄松林院士和张大伟教授。

研究亮点：

（1）Optics Express 31(7), 33940-11953 (2023) （Electrically switchable multicolored filter using plasmonic nanograting integrated with liquid crystal for optical storage and encryption）

该研究提出了一种液晶集成的电可调谐偏振敏感全色彩颜色滤波器，通过电控调节液晶取向，调节入射光的偏振方向，实现颜色滤波器的动态显色，如图1所示。所设计的Ag金属纳米光栅和腔，SiO2电介质腔可以通过改变几何尺寸提供器件可见波长的颜色选择。同时，可以通过电调制集成的液晶层来主动控制光传输的偏振。制造独立的元设备作为具有电控可编程性和可寻址性的单个存储单元，以实现动态图像的安全信息编码和加密传输。

图1 电可切换的液晶集成颜色滤波器的工作原理

全文链接：https://doi.org/10.1364/OE.485787

（2）Optics Letters 48(15), 11940-11953 (2023).（Two-level optical encryption platform via an electrically driven liquid-crystal-integrated tri-channel metasurface）

基于超表面的光加密技术由于其超紧凑的性质和支持多通道光响应的能力而引起了极大的关注。该研究提出了一个液晶集成超表面，可以实现幅度和相位复用的偏振加密，允许生成全息和纳米压印的三重显示，如图2所示。通过结合传播相位和几何相位调制，我们对超表面的单元胞进行了细致的筛选，建立了一个全面的结构字典，并开发了一个电驱动的先进光学加密平台，该平台具有多功能通道和两级加密功能。

图2电驱动液晶集成三通道超表面的工作原理

全文链接：https://doi.org/10.1364/OL.498558

（3）Optics Express 32(3), 4639-4649 (2024).（Thermal tuning nanoprinting based on liquid crystal tunable dual-layered metasurfaces for optical information encryption）

动态超表面为光学加密技术带来了重大的进步，实现了高度安全的多通道响应。该研究提出了一种液晶可调谐双层超表面，以建立一个用于信息存储的热加密光学平台，如图3所示。通过单元胞的筛选和特性的耦合，动态的光束偏转超表面与角复用纳米压印超表面垂直级联，并由介电层分开。通过将高双折射液晶集成到双层超表面中，级联元系统可以实现预编码纳米打印图像的动态热开关。这项工作为开发用于定制光存储和信息加密的紧凑型动态元系统提供了一个有前途的解决方案。

图3 热可调谐液晶浸润双层超表面的工作原理

全文链接：https://doi.org/10.1364/OE.514603