【記者林偌甯報導】隨著科技進步，眾多用於保護版權、個資的防偽技術遭仿冒。國立陽明交通大學光電工程學系助理教授黃耀緯，率領碩士生蘇煥騰、許智堯設計「拓樸優化演算法」，調整奈米尺度的光柵結構，改善傳統防偽技術色散效果不佳的問題。目前的研究成果以「High-Q超穎介面之色彩旋律」為題，獲得第11屆田家炳學術數位影像競賽佳作，並刊登於美國化學學會出版的《奈米通訊》期刊。
團隊將目前的研究成果投稿第11屆田家炳學術數位影像競賽，取得佳作並獲選《奈米通訊》期刊封面。 圖／團隊提供
光柵是擁有奈米結構的元件，為超穎介面的一種，可篩選具有飽和顏色的波段。 圖／團隊提供
光柵是一種光學元件，其表面由奈米尺度的柱狀結構組成，透過改變表面構造，讓光線照射時能繞射出不同顏色，普遍用於防偽技術。然而如信用卡、身分證或護照的防偽圖案，其光柵表面多使用寬度一致、間距規律的奈米柱，無法只吸收特定波長的光，所以呈線的色彩較繁雜、純度低，「市面上的光柵在不同角度下，會看到彩虹的各種顏色。」許智堯解釋，傳統防偽標籤在數個角度都可以產生多種色彩和圖案，沒有獨特的辨識點，不需運用太複雜的技術計算繞射角度和波長，就可以製造出難以辨別的贗品。
以拓樸優化演算法設計光柵後，團隊會使用光譜儀產製光譜圖，再由電磁波模擬軟體量測結果是否符合目標波段。 圖／團隊提供
團隊透過圖中的儀器量測光經過光柵散發的亮度和純度，比較模擬軟體與實體得出的數據差異。 圖／團隊提供
對此，團隊研讀相關論文以開發拓樸優化演算法，製作在特定角度下才能看到單一顏色的光柵。他們先設定期望的波長，給予隨機的光柵模型，演算法會根據模型中不同顏色的折射率，計算波段的發光程度和純度，逐步調整光柵結構的排列方式，運算最靠近理想波長的組合，過程僅5至10分鐘。團隊進一步利用光譜儀、電磁波模擬軟體測試波段效率，確認優化的結果是否符合預期，目前已成功顯現高純度的紅、黃、綠、藍波段。
針對這項突破性技術，團隊也申請專利，期盼未來提供給政府、銀行或企業使用，加強防偽。不過黃耀緯說明，目前透過半導體製程技術製作的元件成本較高，相關機構對此技術的需求，取決於仿冒品帶來的虧損金額是否大於引進技術的成本。國立清華大學光電工程研究所教授陳國平建議團隊針對光柵可能的應用載體，調整材質屬性，「元件會在各種環境下被觸摸，如何防止磨損，甚至讓它變得可彎曲是可能出現的挑戰。」
談到未來發展方向，團隊希望累積演算法的光柵結構樣本，進一步建立機器學習資料庫，製造更難偽造的結構。他們也企盼此技術能應用於多元領域，例如利用其奈米介面輕便、產出高純度色彩的特性，作為擴增實境（Augmented Reality，簡稱AR）的顯影鏡片，蘇煥騰說：「我們打算做一個高效反射RGB的光柵，在人眼上的成像會很清楚，用戶視覺體驗會提升。」
團隊將實驗的光柵模型建立數據庫，運用機器學習提升效率，期許能用於更多領域，如AR、生物檢測。 圖／團隊提供
