基于光學的、使用窄帶發(fā)射增益介質(zhì)進行排序、編碼和驗證的方法和裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)的內(nèi)容是一種用于驗證、分類或計數(shù)憑證其中至少一種操作的方法和裝置，以及包含在憑證內(nèi)的安全結(jié)構(gòu)和包含有安全結(jié)構(gòu)的憑證。安全設(shè)備或結(jié)構(gòu)（１２）包括一種光學增益介質(zhì)和一種帶有將全部幾何形狀傳遞給結(jié)構(gòu)的邊界的結(jié)構(gòu)，與結(jié)構(gòu)的至少一種材料屬性相結(jié)合，支持增益介質(zhì)發(fā)射的電磁輻射增強，在一個實施例中，該增益介質(zhì)促成產(chǎn)生至少一種增強窄帶波長內(nèi)電磁輻射發(fā)射的模式。該結(jié)構(gòu)（１２）適合的形狀包括如絲狀（１２Ｂ）的細長普通圓柱形、球形、半球形、環(huán)形、立方形、其它多面體形以及圓盤形（１２）。結(jié)構(gòu)（１２）最好包括至少一種可以提供分布式光學反饋的單片結(jié)構(gòu)、多層結(jié)構(gòu)（１２Ｃ）或按尺寸排列的結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明專利技術(shù)的優(yōu)選實施例中，安全設(shè)備（１２）可以與貨幣、護照、彩票、可兌現(xiàn)證券、信用卡或借記卡，或任何想要進行驗證、計數(shù)、編碼、分類或核實中至少一種操作的基體或載體的組合在一起。（*該技術(shù)在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)主要涉及基于光學的、執(zhí)行對象排序、編碼和驗證的方法和裝置，例如基于紙質(zhì)或聚合物的物體，包括貨幣、支票、可兌現(xiàn)票據(jù)、護照、遺囑和其它憑證。
技術(shù)介紹
在1995/09/05發(fā)布的、名為“具有提供類激光行為的強散射增益介質(zhì)的光源”的美國專利號5,448,582中，提出了一種多相增益介質(zhì)，包括發(fā)射相(如染色分子)和散射相(例如TiO2)。在一些實施例中還可以提供第三種，基質(zhì)相。適合用于基質(zhì)相的材料包括溶劑、玻璃和聚合物。給出的增益介質(zhì)在一定泵沖能量之上會呈現(xiàn)類激光光譜線寬迅速減小。提出的增益介質(zhì)適合使用多波長碼對對象進行編碼，適合與包括聚合物和紡織品在內(nèi)的基體材料一起使用。在技術(shù)中已知的是使用不同安全技術(shù)試圖來提供可以被快速驗證的紙質(zhì)和其它可印刷基體。一旦紙被驗證，那么印刷在紙上的憑證或票據(jù)就可以設(shè)定為是真實的，或者至少通過了最低限度的真實性檢驗。水印、全息圖、變色墨水等等在過去都使用過。一種現(xiàn)有的技術(shù)是在紙中放置安全線以阻止生產(chǎn)未授權(quán)的紙或驗證已生產(chǎn)的紙和/或印刷在紙上的憑證或貨幣。在下列美國專利中可以找到這方面的參考資料T.T.Crane申請的5,486,022“具有至少兩種安全檢測特性的安全線以及使用了該安全線的安全文件”；T.T.Crane申請的4,534.398“安全文件”；和F.G.Crane，Jr申請的4,437,935“在紙中提供安全特征的方法和裝置”。除了驗證的問題外，隨著貨幣、憑證和其它易彎基體(例如紡織品)的使用還產(chǎn)生了其它問題，例如在使用自動排序和計數(shù)機器的時候。在這樣的應用中，排序和/或計數(shù)機器應該能夠準確區(qū)分不同種類的票據(jù)，盡管是在票據(jù)以相當高的速度移動的實時環(huán)境中。在熒光或磷光材料的傳統(tǒng)使用中也產(chǎn)生了一個問題。這個問題涉及光輸出的飽和度行為，這是這些材料的特色。由于這種飽和度行為，其輸出的信噪比屬性是遞減的，特別是對于非接觸基體處理。對于上面討論的不同問題的一個非常好的解決方案是提供一個安全結(jié)構(gòu)，加入到形成憑證、貨幣、可兌現(xiàn)票據(jù)等等的基質(zhì)中，其中結(jié)構(gòu)的作用是驗證基體，并增強基體的可數(shù)性和/或可分類性。該安全結(jié)構(gòu)應該要體積小，以使它能夠加入到基體之中，成本低，呈現(xiàn)非飽和性或基本非飽和性行為以提供具有高信噪比輸出的結(jié)構(gòu)和可以用在非接觸的、高速模式操作下的能力。依照本專利技術(shù)技術(shù)的，基于光學的安全結(jié)構(gòu)將允許進行這樣的非接觸的、高速模式的操作。專利技術(shù)目的和優(yōu)點因此本專利技術(shù)的第一個目的和優(yōu)點是提供了一種改進的，基于光學的驗證物體的方法和裝置，還可以對物體進行計數(shù)和分類，例如憑證、貨幣、可兌現(xiàn)票據(jù)和其它包含有標記的基體。本專利技術(shù)的另外一個目的和優(yōu)點是提供一種可以用在薄基體材料中的安全結(jié)構(gòu)，例如基于紙質(zhì)或聚合物的薄片狀基體材料。本專利技術(shù)的另外一個目的和優(yōu)點是提供一種憑證或憑證基體，例如紙張或聚合物，在其上印刷或構(gòu)造，使得憑證或基體可以真正的，被準確清楚的驗證，以及具有增強的計數(shù)和分類的性質(zhì)。本專利技術(shù)的另外一個目的和優(yōu)點是提供一種模式或放大自發(fā)射(ASE)結(jié)構(gòu)，考慮避開作為傳統(tǒng)熒光或磷光材料特色的傳統(tǒng)輸出飽和度行為，因此極大的增強了基體輸出的信噪比特性，顧及了很好改進的、魯棒性非接觸處理。本專利技術(shù)的另外一個目的和優(yōu)點是在同質(zhì)或非同質(zhì)加寬的介質(zhì)中提供一種放大自發(fā)射(ASE)結(jié)構(gòu)，顧及了基體很好改進的，魯棒性非接觸處理，例如那些構(gòu)成貨幣和其它憑證的基體。專利技術(shù)概述本專利技術(shù)克服了前述及其它問題，依照本專利技術(shù)實施例的方法和裝置實現(xiàn)了本專利技術(shù)的目的和優(yōu)點。這里提出的是用于憑證驗證、分類或計數(shù)其中至少一個的方法和裝置，以及包含在憑證之中的安全結(jié)構(gòu)和包含安全結(jié)構(gòu)的憑證。裝置包括激光或一些其它光源來照射全部或部分憑證。憑證包含基體和至少一種位于基體內(nèi)或基體上的安全結(jié)構(gòu)或設(shè)備。依照本專利技術(shù)的技術(shù)，在一實施例中安全結(jié)構(gòu)包括連接到結(jié)構(gòu)的增益介質(zhì)，支持生成至少一種模式的電磁輻射。依照本專利技術(shù)的技術(shù)，在另外一個實施例中安全結(jié)構(gòu)包括連接到結(jié)構(gòu)的增益介質(zhì)，在一個或多個方向上有一維或一段生成和支持放大自發(fā)射(ASE)。依照本專利技術(shù)的安全設(shè)備包括一個結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)邊界的幾何形狀和材料特性(例如折射率)支持增強的電磁輻射，該輻射是從也是包含在設(shè)備之中的增益介質(zhì)發(fā)出的，如染料和/或半導體粒子?？梢蕴峁┻@種結(jié)構(gòu)來支持生成至少一種模式來增強窄帶波長之內(nèi)的電磁輻射。該結(jié)構(gòu)適合的形狀包括，但不只局限于，如絲狀的細長普通圓柱形、球形、半球形、環(huán)形、立方形、其它的多面體形以及圓盤形。結(jié)構(gòu)可以是單片結(jié)構(gòu)、多層結(jié)構(gòu)或同一類型的組合體。容納結(jié)構(gòu)的首選安全設(shè)備的尺寸要與其放置的基體或載體的尺度一致，例如那些用于信用卡、借記卡和駕照一類識別卡的紙張或薄聚合物。激光源會輸出預設(shè)波長的光來激勵增益介質(zhì)。包含激光器的裝置還包括響應至少一個預設(shè)波長的至少一個光電檢測器或一組光電檢測器，以及判決邏輯電路，用于指出包含安全設(shè)備的憑證的真實性，憑證計數(shù)或憑證分類之中的至少一種。判決邏輯電路的運行至少部分基于檢測到至少一種預設(shè)波長或缺少至少一種預設(shè)波長。此外，真實性的判決過程可以包含信號的譜線寬度和其它光譜特性，例如其導數(shù)。這些參數(shù)可以用來進一步確認激光發(fā)射信號的存在。如這里使用的，憑證可以是貨幣、護照、彩票、可兌現(xiàn)證券、信用卡或借記卡、駕照或職員標記卡一類的標識卡，或任何需要驗證、計數(shù)、信息編碼、分類和/或核實的基體或載體。附圖簡述結(jié)合觀看附圖，在隨后本專利技術(shù)的詳細描述中會更為清楚的發(fā)現(xiàn)上面列出的和其它的本專利技術(shù)特性，在附圖中附圖說明圖1舉例說明了嵌入纖維或線的憑證，在由包含一種或多種特征波長的激光等光源照射時發(fā)射出窄帶光線；圖2A舉例說明了依照本專利技術(shù)技術(shù)的安全結(jié)構(gòu)的圓片實施例；圖2B舉例說明了依照本專利技術(shù)技術(shù)的安全結(jié)構(gòu)的細絲或纖維實施例，適合使用圖1給出的憑證線；圖2C舉例說明了依照本專利技術(shù)技術(shù)的安全結(jié)構(gòu)的分布式反饋(DFB)實施例；圖2D舉例說明了如圖2A中圓片的頂視圖或纖維的端視圖，其中圓片或纖維是分扇S區(qū)的，能夠輸出多種波長；圖2E舉例說明了如圖2A中圓片的頂視圖或纖維的端視圖，其中圓片或纖維是放射狀結(jié)構(gòu)，使其能夠輸出多種波長；圖3是安全結(jié)構(gòu)實施例的放大截面圖，該結(jié)構(gòu)也適合使用圖1給出的憑證線。圖4是圖3安全結(jié)構(gòu)另外一個實施例的放大截面圖；圖5描述了圖2A-2E實施例中任意一個的所選染料在光譜迅速下降之前(B)和之后(C)的發(fā)射峰值。圖6給出了包含大量聚合纖維成分的線的特征發(fā)射峰值，每個纖維在特征波長上發(fā)射；圖7是一個曲線圖，說明了許多可以依照本專利技術(shù)用來構(gòu)成增益介質(zhì)的適合染料；圖8是憑證驗證系統(tǒng)的簡化方框圖，該系統(tǒng)是本專利技術(shù)的一個方面；圖9是憑證分類和計數(shù)系統(tǒng)的簡化方框圖，該系統(tǒng)是本專利技術(shù)的一個方面；以及圖10描述了發(fā)射波長信號幅度，有助于解釋本專利技術(shù)的實施例，其中使用了波長和信號等級幅度編碼。專利技術(shù)詳述上面提到的美國專利號5,448,582由Nabil M.Lawandy在1995/09/05發(fā)布，名為“具有提供類激光行為的強散射增益介質(zhì)的光源”，在這里全面結(jié)合其內(nèi)容供參考。另外在這里全面結(jié)合以供參考的是美國專利號5,434,878的內(nèi)容，由Nabil M.Lawandy在1995/07/18發(fā)布，名為“具有摻雜了添加劑的半導體毫微晶片以及光散射體的光增益介質(zhì)”。本專利技術(shù)使用的安本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種與基體共同使用的設(shè)備，包括一種連接到一種結(jié)構(gòu)的增益介質(zhì)，該結(jié)構(gòu)支持產(chǎn)生至少一種電磁輻射模式。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：NM拉萬迪，
申請(專利權(quán))人：光譜系統(tǒng)公司，
類型：發(fā)明
國別省市：US[美國]