研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一種方法，可實(shí)現(xiàn)使用商業(yè)噴墨打印機(jī)就可隨時(shí)用墨水打印出隱藏的圖像，只有在適當(dāng)?shù)奶掌潊^(qū)域電磁波的極化波照射下才可見(jiàn)。這種廉價(jià)的方法可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)在正常圖像信息中隱藏隱形墨水印記，從而可用于如區(qū)分正版和假冒的產(chǎn)品等。

“我們用銀和碳墨印刷組成長(zhǎng)約1毫米和幾百微米寬的小桿的影像，”Ajay Nahata說(shuō)，他是來(lái)自猶他大學(xué)的該研究小組的組長(zhǎng)。“我們發(fā)現(xiàn)，改變每根桿中的銀和碳的比例，每一個(gè)桿中的電導(dǎo)率略有變化，但在視覺(jué)上，你是看不到這個(gè)改變的。通過(guò)在正確的頻率和偏振狀態(tài)下太赫茲輻射，這種陣列允許提取編碼成的電導(dǎo)率的信息。

在美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)的高影響力的研究期刊《Optica》雜志上，研究人員展示了他們的這種在幾乎看起來(lái)一樣的印刷陣列中隱藏圖像信息的方法。他們利用這項(xiàng)技術(shù)來(lái)隱藏灰度和64色的QR碼，甚至嵌入兩個(gè)QR碼在一個(gè)單一圖像中，每一個(gè)代碼可以使用不同的極化。肉眼看去，圖像看起來(lái)是一樣的線陣列，但當(dāng)被太赫茲輻射，嵌入式QR碼圖像將會(huì)變得明顯。

“我們這種非常易于實(shí)現(xiàn)的方法，可以打印出具有不同的導(dǎo)電性打印桿的復(fù)雜的圖案，”Nahata說(shuō)。“這是很不容易做到的，即使使用數(shù)百萬(wàn)美元的加工設(shè)備也很難。而作為一個(gè)額外的好處，我們的這種技術(shù)可以非常廉價(jià)地實(shí)現(xiàn)。”

印刷超材料

新技術(shù)可以打印出不同的形狀，形成一種超材料合成材料的顯示，并具有通常不同于自然界中的性質(zhì)。雖然對(duì)于操縱材料進(jìn)行更好地光傳播的控制具有很大的興趣，但大多數(shù)技術(shù)需要昂貴的用于納米制造的光刻設(shè)備進(jìn)行制作所需材料的模式特性。

Nahata和他的同事開(kāi)發(fā)出這種簡(jiǎn)便的方法，使用現(xiàn)成的噴墨打印機(jī)，并利用可在專(zhuān)賣(mài)店在線購(gòu)買(mǎi)的銀和碳制成的油墨就可以實(shí)現(xiàn)。他們想看看他們的噴墨打印技術(shù)是否可以創(chuàng)造不同的電導(dǎo)率，而這一參數(shù)，通常是難以修改，因?yàn)樗枰淖兘饘僭诟鱾€(gè)空間位置的應(yīng)用類(lèi)型。要做到這一標(biāo)準(zhǔn)的光刻技術(shù)將是耗時(shí)且昂貴的，因?yàn)槊總€(gè)金屬都必須經(jīng)過(guò)一個(gè)單獨(dú)處理的過(guò)程。

“我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)我們印刷這些棒時(shí)，在許多情況下，我們不能直觀地分辨出不同電導(dǎo)率的差異，”Nahata說(shuō)。“因此可以使用這個(gè)方法來(lái)編碼一個(gè)圖像，而不需要標(biāo)準(zhǔn)的加密方法。”

創(chuàng)建隱藏圖像

如果他們能使用這種方法來(lái)對(duì)信息進(jìn)行編碼，研究人員打印三種類(lèi)型的二維碼，每個(gè)72×72像素。一個(gè)QR碼使用陣列桿可創(chuàng)建九個(gè)不同的電導(dǎo)率，每個(gè)編碼為一個(gè)灰度級(jí)。當(dāng)他們利用太赫茲照射進(jìn)行拍攝時(shí)，只有百分之2.7的桿的值與之前所設(shè)置的不同。研究人員還用印刷成交叉結(jié)構(gòu)形成兩個(gè)獨(dú)立的二維碼，每個(gè)人都可以利用不同的偏振太赫茲輻射進(jìn)行讀取。

如果他們能使用的方法來(lái)對(duì)信息進(jìn)行編碼，研究人員打印三種類(lèi)型的二維碼，每個(gè)72×72像素。一個(gè)QR碼使用陣列桿創(chuàng)建九個(gè)不同的電導(dǎo)率，每個(gè)編碼為一個(gè)灰度級(jí)。當(dāng)他們拍攝這個(gè)QR碼的太赫茲光照，只有百分之2.7的桿給值，不同于什么了。研究人員還用印刷在交叉形成兩個(gè)獨(dú)立的二維碼，每個(gè)人都可以有不同的偏振太赫茲輻射讀棒。

“我們實(shí)現(xiàn)了可制作結(jié)構(gòu)的能力，如，具有非常不同的電導(dǎo)率的相鄰的細(xì)胞或像素，并顯示電導(dǎo)率可以很精確地讀出，”Nahata說(shuō)。“這意味著，當(dāng)我們打印出一個(gè)二維碼，我們看到的QR碼，沒(méi)有任何模糊或顏色的滲水。”

利用非常便宜的（低于60美元的成本）打印機(jī)使用的紙張，該技術(shù)可以產(chǎn)生一個(gè)約100微米的分辨率的圖像。有一些更昂貴，但仍然是市售的打印機(jī)，20微米的分辨率也是可以實(shí)現(xiàn)的。雖然研究人員使用QR碼，是比較簡(jiǎn)單的、小的，該技術(shù)可以用于將更為復(fù)雜和更為詳細(xì)的信息嵌入到一個(gè)更大的畫(huà)布圖像上。

該小組使用太赫茲輻射進(jìn)行讀取編碼信息，因?yàn)樵谶@個(gè)區(qū)域的波長(zhǎng)最適合與利用商業(yè)噴墨打印機(jī)實(shí)現(xiàn)的成像的分辨率。研究者們正在擴(kuò)大他們的技術(shù)，圖像可以被可見(jiàn)光照射可見(jiàn)，而不只是太赫茲波的波長(zhǎng)。這一具有挑戰(zhàn)性的努力將需要研究人員建立新的打印機(jī)，可以產(chǎn)生更小的桿，以形成具有更高分辨率的圖像。

研究人員還探討了開(kāi)發(fā)額外功能的可能性，可以實(shí)現(xiàn)嵌入式信息更安全的可能性。例如，他們嘗試實(shí)現(xiàn)在利用太赫茲輻射照射之前，使油墨可承受加熱或暴露在一定波長(zhǎng)的光下，而其中信息將仍是不可見(jiàn)的。