Holographic polymer nanocomposites with simultaneously boosted diffraction efficiency and upconversion photoluminescence
Holographic polymer nanocomposites with simultaneously boosted diffraction efficiency and upconversion photoluminescence
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同时提高衍射效率和上转换光致发光的全息聚合物纳米复合材料
DOI：
10.1016/j.compscitech.2019.107705
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发表时间：
2019-09
影响因子：
9.1
通讯作者：
Xiaolin Xie
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xiaomei Zhang;Weijing Yao;Xingping Zhou;Wei Wu;Qingkun Liu;Haiyan Peng;Jintao Zhu;Ivan I Smalyukh;Xiaolin Xie
全息聚合物纳米复合材料由于其独特的重建彩色三维（3D）图像的能力引起了人们的极大关注。然而，添加更多的正交（即，无串扰的数据访问）光学功能。在此，我们设计并展示了一种具有强大的光学衍射和上转换光致发光的全息聚合物纳米复合材料。通过在全息记录期间控制上转换纳米棒（UCNR）在建设性（富含聚合物）区域中的空间位置，同时利用相分离液晶（LC）在破坏性区域中提高建设性区域和破坏性区域之间的折射率差，来实现该范例。一个相同的全息图像被重构并且在环境光下对裸眼容易可见，而四个不同的隐蔽发光状态（即，分别为无、蓝色、淡黄色绿色和红色发射）只能在980 nm激光照射下区分。双重验证和无串扰的光学特性为设计具有正交光学功能的新型标签铺平了道路，用于防伪和安全应用。
Holographic polymer nanocomposites have drawn considerable attention due to their unique capability of reconstructing colored three-dimensional (3D) images identifiable to the naked-eye. Yet, it still remains challenging to add more and orthogonal (i.e., data access without crosstalk) optical functions to current holographic polymer nanocomposites. Herein, we design and demonstrate a holographic polymer nanocomposite with robust optical diffraction and upconversion photoluminescence. This paradigm is enabled by controlling the spatial location of upconversion nanorods (UCNRs) in the constructive (polymer-rich) regions during holographic recording, while utilizing the phase separating liquid crystal (LC) in the destructive regions to boost the refractive index difference between the constructive and destructive regions. One identical holographic image is reconstructed and readily visible to the naked-eye under ambient light, whereas four different covert luminescence states (i.e., none, blue, yellowish green and red emissions, respectively) can only be distinguishable upon the 980 nm laser illumination. The double-verifiable and crosstalk-free optical features pave a way to design new tags with orthogonal optical functions for anti-counterfeiting and security applications.
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