[發明專利]一種熱輻射信息加載裝置、方法及所加載信息的讀取方法

有效

• 申請號: 201911259491.0
• 申請日: 2019-12-10
• 公開（公告）號: CN111027337B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 易飛;李君宇;黎錦釗
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06K7/10
• 分類號: G06K7/10;G06F21/60
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

本發明公開了一種熱輻射信息加載裝置、方法及所加載信息的讀取方法，包括從上到下依次分布的光學涂層、光學天線陣列層、絕緣層、金屬背板、襯底，其中，光學天線陣列層附著有若干呈陣列分布的天線簇；所述光學天線陣列層、絕緣層、金屬背板共同構成超表面吸收體，用于通過將圖像信息加載到光學天線陣列層中天線簇的橫向特征尺寸上，對其主動發射的紅外熱輻射進行調制，實現熱輻射信息加載；所述光學涂層用于保護光學天線陣列層，并將光學天線陣列層上所加載的信息在可見光下隱形；該裝置所加載的圖像信息僅在紅外探測器下可以清晰可見，人眼不可見，保密性好。

技術領域

本發明屬于微納光學技術領域，更具體地，涉及一種熱輻射信息加載裝置、方法及所加載信息的讀取方法。

背景技術

信息加載及讀取是人類生活、社會生產的關鍵技術，與人類的工作和生活息息相關。不同的信息加載和讀取方法為信息傳輸提供了更多的可能性。隨著社會的發展，信息加載的應用場景越來越廣，性能要求也越來越高，研究信息加載方法、裝置及所加載的信息具有重要的意義。

傳統的信息加載方法將信息固化到一些媒介上，如將文字記錄在竹簡或紙張上、將信息加載到能夠主動發光的LED顯示屏上，這些方法所加載的信息在可見光照下均能夠方便讀取到，使得信息能夠廣泛的傳播，但是該方法的工作波段單一具有局限性，對于存在保密要求的場景并不適用。

為了解決上述問題，現有的信息加載方法使用特定的超表面單元記錄信息，并且基于可見光源，在指定照明條件下，通過超表面單元進行讀取，得到所加載的信息和干擾信息兩種信息。干擾信息用來混淆所加載的信息的讀取，相對于傳統的信息加載方法起到了一定的加密效果。但是，該方法將信息加載到可見光波段，只要存在一定的可見光，就有大約一半的概率正確讀取到所加載的信息，加密效果并不明顯。另外，該方法需要主動照明，且對照明光源有較高的要求，適用范圍有限，如在蛇類動物的生物試驗中由于蛇只能接受紅外波段的信息，現有的超表面信息加載方法無法實現將信息加載到紅外輻射波段上。更進一步的，在讀取所加載的信息時需要主動照明，在照明情況較弱的情況下無法有效的讀取加載的信息，受環境影響較大。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種熱輻射信息加載裝置、方法及所加載信息的讀取方法，其目的在于解決現有技術由于將信息加載到可見光波段上而導致的保密性較差的問題。

為實現上述目的，第一方面，本發明提供了一種熱輻射信息加載裝置，包括從上到下依次分布的光學涂層、光學天線陣列層、絕緣層、金屬背板、襯底，其中，光學天線陣列層附著有若干呈陣列分布的天線簇；

光學天線陣列層、絕緣層、金屬背板共同構成超表面吸收體，用于通過將圖像信息加載到光學天線陣列層中天線簇的橫向特征尺寸上，對其主動發射的紅外熱輻射進行調制，實現熱輻射信息加載；

光學涂層用于保護光學天線陣列層，并將光學天線陣列層上所加載的信息在可見光下隱形；

襯底用于支撐上述超表面吸收體。

進一步優選地，上述超表面吸收體為MIM型超表面吸收體。

進一步優選地，上述天線簇呈圓盤形陣列分布或者呈正方形陣列分布或者呈多邊形陣列分布。

進一步優選地，當天線簇呈圓盤形陣列分布時，其橫向尺寸為圓盤形陣列的半徑；

當天線簇呈正方形陣列分布時，其橫向尺寸為正方形陣列的邊長；

當天線簇呈多邊形陣列分布時，其橫向尺寸為多邊形陣列的邊長。

第二方面，本發明提供了一種基于本發明第一方面所提出的熱輻射信息加載裝置的熱輻射信息加載方法，包括以下步驟：

S1、對待加載的圖像信息的灰度值進行量化處理；