CN114518864B 有效 一种柔性可拉伸光学随机数生成器、制备及使用方法
1.一种柔性可拉伸光学随机数生成器,其特征在于,包括:
柔性可拉伸基板;
位于所述柔性可拉伸基板表面的3D微纳结构;所述3D微纳结构为基于模板印刷技术复刻的微纳结构模板表面的负结构;
随机嵌入所述柔性可拉伸基板的纳米粒子;
预设波长的激光照射所述随机数生成器时,与所述3D微纳结构和所述纳米粒子发生相干多重散射,形成散射光斑,以根据所述散射光斑提取获得随机数。
2.根据权利要求1所述的柔性可拉伸光学随机数生成器,其特征在于,所述微纳结构模板包括以下任意一项:
自然植物、粗糙面物品、微纳结构硅模具。
3.根据权利要求1所述的柔性可拉伸光学随机数生成器,其特征在于,所述柔性可拉伸基板为聚二甲基硅氧烷薄膜。
4.根据权利要求3所述的柔性可拉伸光学随机数生成器,其特征在于,所述纳米粒子的材质包括以下任意一项或任意组合:
氧化锌、氧化锆、二氧化钛、二氧化硅等。
5.一种柔性可拉伸光学随机数生成器的制备方法,其特征在于,包括:
将纳米粒子混入前驱液,制备所述纳米粒子随机分布的混合液;
将所述混合液印刷至微纳结构模板表面后进行固化;
将所述微纳结构模板与固化后形成的柔性可拉伸基板相分离,以制成所述柔性可拉伸光学随机数生成器;所述柔性可拉伸基板形成有3D微纳结构;所述3D微纳结构为基于模板印刷技术复刻的所述微纳结构模板表面的负结构;预设波长的激光照射所述随机数生成器时,与所述3D微纳结构和所述纳米粒子发生相干多重散射,形成散射光斑,以根据所述散射光斑提取获得随机数。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述微纳结构模板包括以下任意一项:
自然植物、粗糙面物品、微纳结构硅模具。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述将纳米粒子混入前驱液,制备所述纳米粒子随机分布的混合液包括:
将PDMS前驱液与纳米粒子充分搅拌至随机混合;
在所述PDMS前驱液内混入所述纳米粒子之后,在所述PDMS前驱液内混入PDMS固化剂,充分搅拌形成PDMS混合液。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述将所述混合液印刷至微纳结构模板表面后进行固化包括:
将所述PDMS混合液旋涂在微纳结构模板表面;
在预设温度下将所述PDMS混合液固化预设时间,以形成柔性可拉伸基板。
9.一种柔性可拉伸光学随机数生成器的使用方法,其特征在于,包括:
使用预设波长的激光照射柔性可拉伸光学随机数生成器;所述柔性可拉伸光学随机数生成器包括柔性可拉伸基板;位于所述柔性可拉伸基板表面的3D微纳结构;所述3D微纳结构为基于模板印刷技术复刻的微纳结构模板表面的负结构;随机嵌入所述柔性可拉伸基板的纳米粒子;预设波长的入射激光与所述3D微纳结构和所述纳米粒子发生相干多重散射;
使用接收器接收所述柔性可拉伸光学随机数生成器形成的散射光斑;
从所述散射光斑中提取随机数。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述使用接收器接收所述柔性可拉伸光学随机数生成器形成的散射光斑包括:
使用接收器接收从所述柔性可拉伸光学随机数生成器透射出的透射散斑,和/或从所述柔性可拉伸光学随机数生成器反射出的反射散斑。
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