Light: Science & Applications：逆向设计光子结构把光热伪装和红外加密通信放进同一材料平台
顶级刊物论文速递 · 发布 2026-06-22T17:50:10+08:00 · 更新 2026-06-22T17:56:55+08:00
Light: Science & Applications 6 月 22 日发表东南大学、南京大学等团队论文，提出一种贝叶斯优化逆向设计的七层光子结构，在 0.38-2.5 微米可见/近红外/短波红外范围提供宽带光学伪装，同时利用 VO2 相变在中波和长波红外间切换发射率，并演示红外加密通信。论文也明确热通信与热隐身存在物理权衡。
Light: Science & Applications 6 月 22 日发表论文 “Broadband opto-thermal camouflage and infrared encrypted communication via inverse design”，DOI 为 10.1038/s41377-026-02370-x。作者来自东南大学、南京大学、碳中和科学技术研究院等机构，论文主题标注为 metamaterials 和 photonic crystals。
论文图 1 展示七层光子结构及其逆向设计流程。（图源：Chen et al., Light: Science & Applications / Springer Nature）
这项工作的新闻性在于，它把两个通常分开优化的目标放进同一个光子结构：一方面要在可见光、近红外、1.55 微米激光和短波红外等反射成像波段降低可探测性；另一方面又要在中波红外和长波红外热成像波段动态调节辐射特征，并把这种差异用于信息编码。团队使用贝叶斯优化逆向设计七层结构，材料层包括 TiO2、Si、Ge、VO2、ITO、Si 和 Mo。
论文摘要和结果部分给出的可核验细节包括：结构色调色板覆盖 66% CMYK 色域；15 个 3 x 3 cm 样品被制备用于验证；在 VO2 相变驱动下，结构在 MWIR/LWIR 两个热窗口的发射率可在 0.41 ± 0.04/0.90 ± 0.01 与 0.93 ± 0.03/0.45 ± 0.01 之间切换。作者还用可见、近红外、激光、短波红外、中波红外和长波红外探测器展示了多谱段伪装效果，并进一步演示温度调控下的红外信息编码。
为什么重要，要放在多谱段探测和智能材料竞争中看。传统颜料主要解决可见光外观，单一热控材料又难以兼顾可见/近红外背景与热红外窗口；如果结构色、红外吸收和相变发射率能够被协同设计，未来可能用于更复杂环境中的隐身、热管理、传感和窄场景通信备份。对光子晶体、超材料和相变材料研究者来说，该论文也展示了逆向设计从“优化单一谱线”走向“跨波段功能打包”的路径。
边界同样清楚。作者在文中指出，热通信依赖主动升温，而升温本身会增加辐射并暴露目标，因此热伪装和热通信受基本热力学权衡约束；当前演示还主要使用消费级或商业级探测器，距离高灵敏军用传感器、复杂曲面耐久性、环境稳定性和规模制造仍有距离。后续观察点是柔性样品、雷达波段耦合、耐候封装和高分辨多谱段传感器下的实测表现。
信息来源
可信度说明
来源为 Light: Science & Applications 开放获取同行评议论文页，可核验发表日期、DOI、作者机构、材料结构、发射率切换数值、图件和 CC BY 4.0 授权；但应用仍为实验室和概念验证层面，不能直接等同于可部署军事隐身或安全通信产品。