借助發光磷光體化合物驗證物品的方法和設備技術

用于物品驗證的方法和設備，其包括激勵輻射發生器，其將該物品的一定區域曝露于激勵輻射；和至少兩個輻射檢測器，其檢測來自所述區域的處于第一譜帶中的和處于不與該第一譜帶交疊的第二譜帶中的發射輻射。該第一譜帶對應于發射離子的第一發射子譜帶，且該第二譜帶對應于相同的發射離子的第二發射子譜帶。處理系統計算比較值，該值代表了處于第一譜帶中的發射輻射的第一強度與處于第二譜帶中的發射輻射的第二強度之間的數學關系式(例如比率)，并且確定該比較值是否與驗證參數相符。當該比較值符合驗證參數時，該物品被鑒定為是可信的。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】借助發光磷光體化合物驗證物品的方法和設備相關申請的交叉引用本申請要求2012年6月29日申請的美國非臨時申請序號13/537414和2011年7月15日申請的美國臨時申請序號61/508302的權益。
本專利技術通常涉及輻射發射化合物和用于它們的驗證的方法和設備。
技術介紹
發光磷光體化合物是這樣的化合物，通過用外部能源激勵該化合物，其能夠發射可檢測量的處于紅外、可見和/或紫外光譜中的輻射。典型的發光磷光體化合物至少包括主晶格(hostcrystallattice)、發射離子(emittingion)(例如稀土金屬的離子)和在一些情況中包括“敏化(sensitizing)”離子(例如過渡金屬的離子或者不同的稀土金屬的離子，其能夠吸收并將能量轉移到稀土金屬發射離子)。通過磷光體化合物產生輻射是通過如下完成的：通過一種或多種發射離子或者通過主晶格與一種或多種敏化離子中的一者或兩者吸收入射輻射，將能量從主晶格/敏化離子轉移到發射離子，和通過發射離子輻射所轉移的能量。磷光體化合物的所選組分導致該化合物具有特定的性能，包括其激勵能的特定波長(“激勵輻射”)，和由該磷光體化合物的發射離子所發射的能量中的一個或多個峰的特定光譜位置(“發射輻射”)。并非每個離子都會在全部的主晶格中具有發射。存在許多例子，其中具有發射可能性的輻射被猝滅，或者從吸收離子或主晶格轉移到發射離子的能量是如此差，以至于幾乎不能觀察到輻射效應。在其它主晶格中，輻射效應可以非常大，并且量子效率接近于一致。對于特定的磷光體化合物(其產生可觀察到的發射輻射)，在它的發射輻射中的一個或多個峰的一個或多個光譜位置(即它的“光譜特征”)可以用于從不同的化合物中唯一地鑒定出該磷光體化合物。該光譜特征主要歸因于稀土離子(或多種稀土離子)。但是由于主晶格對于各種離子的影響，典型地通過晶場強度和分裂(splitting)來產生影響，可能存在光譜擾動。對于發射輻射的暫時行為來說也是如此。一些磷光體化合物獨特的光譜特性使得它們非常適用于驗證或者鑒定具有特定價值或者重要性的物品(例如鈔票、護照、生物樣品等)。因此具有已知光譜特征的發光磷光體化合物已經被結合到各種類型的物品中，來增強檢測這類物品的仿制品或者贗品，或者追蹤和鑒定該物品的能力。例如發光磷光體化合物已經以添加劑、涂層和印刷的或以其它方式施加的驗證特征的形式結合到各種類型的物品中。包括發光磷光體化合物的物品可以使用專門設計的驗證裝置來驗證。更特別地，制造商可以將已知的磷光體化合物(例如“驗證用”磷光體化合物)結合到它的“正宗”物品中。配置用來檢測這類物品的可信度的驗證裝置具有與驗證用磷光體化合物相關的可吸收性激勵輻射的波長和發射輻射的光譜特性的知識(例如存儲的信息)。當提供有用于驗證的樣品物品時，該驗證裝置將該物品曝露于激勵輻射，該輻射具有這樣的波長，其對應于直接或間接導向期望的發射輻射的發光磷光體吸收特征的已知波長。該驗證裝置感知和表征用于可以由該物品產生的任何發射輻射的光譜參數。當所檢測的發射輻射的光譜特征處于檢測設備的驗證參數范圍(其對應于驗證用磷光體化合物(稱作“檢測參數空間”))內時，該物品可視為可信的(authentic)。相反，當該驗證裝置未能感知預期處于檢測參數空間內的信號時，該物品可視為不可信的(unauthentic)(例如偽造的或者假冒的物品)。上述技術在檢測和阻止相對不精細的偽造物和假冒活動時是非常有效的。但是，具有適當的資源和裝置的個人可能能夠使用光譜技術來確定一些磷光體化合物的組分。然后，可以復制該磷光體化合物并將其施用到不可信的物品，因此危及到了否則通過特定磷光體化合物提供的驗證的益處。因此，雖然已經開發了許多的磷光體化合物來幫助以上述方式驗證物品，但是期望開發用于驗證物品的另外的化合物和技術，其可使得仿造和假冒行為變得更困難，和/或其可以被證明有益于鑒定和追蹤特別關注的物品。此外，本專利技術的其它合意的特征和特性基于隨后對本專利技術的詳細說明和所附權利要求，結合附圖和本專利技術的這一背景將變得顯而易見。
技術實現思路
用于驗證物品的方法的一種實施方案包括如下步驟：使該物品的一定區域曝露于激勵輻射，和檢測來自該物品所述區域的處于第一譜帶和處于不與該第一譜帶交疊的第二譜帶的發射輻射(emittedradiation)，其中該第一譜帶對應于發射離子的第一發射子譜帶，且該第二譜帶對應于該發射離子的第二發射子譜帶。該方法進一步包括計算比較值，該值代表了處于第一譜帶中的發射輻射的第一強度與處于第二譜帶中的發射輻射的第二強度之間的數學關系式，和確定該比較值是否與驗證參數相符合。當該比較值符合驗證參數時，該物品被鑒定為可信的。在另一實施方案中，第一強度是第一譜帶中的第一積分強度，且第二強度是第二譜帶中的第二積分強度。在又一實施方案中，第一強度是在停止提供激勵輻射后預定時刻測量的第一絕對強度，且第二強度是在預定時刻測量的第二絕對強度。在又一實施方案中，第一譜帶和第二譜帶對應于選自以下的元素的單一離子(singleion)的發射譜帶：鉻、錳、鈷、鎳、鈰、鐠、釹、釤、銪、鋱、鏑、鈥、鉺、銩和鐿。在又一實施方案中，第一譜帶和第二譜帶對應于在替代到選自以下的主晶格材料內之后單一離子的發射譜帶：氧化物、氟化物、氧硫化物、鹵化物、硼酸鹽、硅酸鹽、五倍子酸鹽、磷酸鹽、釩酸鹽、鹵氧化物、鋁酸鹽、鉬酸鹽、鎢酸鹽、石榴石和鈮酸鹽。在再一實施方案中，第一譜帶和第二譜帶對應于在替代到選自以下的主晶格材料內之后單一離子的發射譜帶：氧硫化釔、釔鋁石榴石和釓鎵石榴石。在又一實施方案中，計算比較值的步驟包括計算第一強度與第二強度之間的比率，其中所述比較值是該比率。用于驗證物品的設備的一種實施方案包含激勵輻射發生器、第一發射輻射檢測器、第二發射輻射檢測器和處理系統。該激勵輻射發生器配置用來將激勵輻射導向物品的一定區域。該第一發射輻射檢測器配置用來檢測來自該物品的所述區域的處于第一譜帶中的發射輻射，其中該第一譜帶對應于發射離子的第一發射子譜帶。第二發射輻射檢測器配置用來檢測來自該物品的所述區域的處于不與第一譜帶交疊的第二譜帶中的發射輻射，其中該第二譜帶對應于發射離子的第二發射子譜帶。該處理系統配置用來計算比較值，該值代表了處于第一譜帶中的發射輻射的第一強度與處于第二譜帶中的發射輻射的第二強度之間的數學關系式，以確定該比較值是否與驗證參數相符合，和當該比較值符合驗證參數時，將物品鑒定為可信的。在另一實施方案中，該處理系統配置用來通過計算第一強度和第二強度之間的比率來計算比較值，其中該比較值是所述比率。在又一實施方案中，該設備還包括光學元件，其配置用來將所述發射輻射分離成第一光束和第二光束，該第一光束包括處于第一譜帶內的光，和該第二光束包括處于第二譜帶內的光，其中第一光束被導向第一輻射檢測器，和第二光束被導向第二輻射檢測器。附圖說明本專利技術的實施方案將在下文中結合以下的附圖來描述，其中同樣的數字表示了同樣的元件，并且其中：圖1顯示了根據各種示例性實施方案的磷光體化合物的可能的組分；圖2是圖示根據一種實施方案在第一波長處的發射強度的圖，其隨著各種示例性磷光體化合物的摻雜百分比而變化；圖3是圖示根據一種實施方案在第二波長處的發射強度的圖，其隨著圖2的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
用于驗證物品的方法，所述方法包括如下步驟：使所述物品的一定區域曝露于激勵輻射；檢測來自該物品所述區域的處于第一譜帶中的和處于不與所述第一譜帶交疊的第二譜帶中的發射輻射，其中所述第一譜帶對應于發射離子的第一發射子譜帶，且所述第二譜帶對應于所述發射離子的第二發射子譜帶；計算比較值，該值代表了處于第一譜帶中的發射輻射的第一強度與處于第二譜帶中的發射輻射的第二強度之間的數學關系式；以及確定所述比較值是否與驗證參數相符。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2011.07.15 US 61/508,302;2012.06.29 US 13/537,4141.用于驗證物品的方法，所述方法包括如下步驟：使所述物品的一定區域曝露于激勵輻射；檢測來自該物品所述區域的處于第一譜帶中的和處于不與所述第一譜帶交疊的第二譜帶中的發射輻射，其中所述第一譜帶對應于發射離子的第一發射子譜帶，且所述第二譜帶對應于所述發射離子的第二發射子譜帶；計算比較值，該值代表了處于第一譜帶中的發射輻射的第一強度與處于第二譜帶中的發射輻射的第二強度之間的數學關系式；以及確定所述比較值是否與驗證參數相符；其中所述第一譜帶和所述第二譜帶對應于單一離子在替代到選自以下的主晶格材料內之后的發射譜帶：氧化物、氟化物、氧硫化物、鹵化物、硼酸鹽、硅酸鹽、五倍子酸鹽、磷酸鹽、釩酸鹽、鹵氧化物、鋁酸鹽、鉬酸鹽、鎢酸鹽、石榴石和鈮酸鹽；其中所述單一離子選自以下元素：釹、鈥和鉺；其中釹可以至多1.5原子％的相對低的百分比替代，鈥可以至多20原子％的中等百分比替代，而鉺可以至多60原子％的相對高的百分比替代，其中主晶格材料可以被替代的離子數等于100原子％。2.權利要求1的用于驗證物品的方法，其中所述第一強度是第一譜帶內的第一積分強度，且所述第二強度是第二譜帶內的第二積分強度。3.權利要求1的用于驗證物品的方法，其在曝露步驟之后進一步包括：在第一時刻停止提供激勵輻射，其中在停止提供激勵輻射之后進行所述發射輻射的檢測。4.權利要求3的用于驗證物品的方法，其中所述第一強度是在第一時刻之后的預定時刻測量的第一絕對強度，且所述第二強度是在第一時刻之后的預定時刻測量的第二絕對強度。5.權利要求1的用于驗證物品的方法，其中所述第一譜帶和所述第二譜帶對應于單一離子在替代到選自以下的主晶格材料內之后的發射譜帶：氧硫化釔、釔鋁石榴石和釓鎵石榴石。6.權利要求1的用于驗證物品的方法，其中檢測所述發射輻射包括如下步驟：將所述發射輻射分離成第一光束和第二光束，所述第一光束包括處于第一譜帶內的光，且所述第二光束包括處于第二譜帶內的光；檢測來自第一光束的第一強度；和檢測來自第二光束的第二強度。7.權利要求1的用于驗證物品的方法，其中檢測所述發射輻射包括如下步驟：將所述發射輻射分離成第一光束和第二光束，所述第一光束包括處于第一譜帶內的光，且所述第二光束包括處于第二譜帶內的光；用第一濾光器過濾所述第一光束以產生第一過濾的光束；用第二濾光器過濾所述第二光束以產生第二過濾的光束；檢測來自第一過濾的光束的第一強度；和檢測來自第二過濾的光束的第二強度。8.權利要求1的用于驗證物品的方法，其中計算所述比較值包括如下步驟：計算第一強度與第二強度之間的比率，其中所述比較值為該比率。9.權利要求1的用于驗證物品的方法，其中確定所述比較值是否與驗證參數相符包括如下步驟：確定所述比較值是否落入由下限和上限所限定的范圍內；當所述比較值落入所述范圍內時，則確定所述比較值符合驗證...

【專利技術屬性】
技術研發人員：WR拉波波爾特，J凱恩，C勞，
申請(專利權)人：霍尼韋爾國際公司，
類型：
國別省市：