[發(fā)明專利]利用上轉(zhuǎn)換熒光進(jìn)行編碼識(shí)別的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611260516.5
• 申請(qǐng)日: 2016-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN106845591A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾和平;江夢慈
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海朗研光電科技有限公司
• 主分類號(hào): G06K19/06
• 分類號(hào): G06K19/06;G06Q30/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光子學(xué)及計(jì)算機(jī)科學(xué)交叉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及上轉(zhuǎn)換材料發(fā)射出熒光的識(shí)別。

背景技術(shù)

近年來，上轉(zhuǎn)換熒光納米材料以其特殊的性能和廣泛的用途成為研究的焦點(diǎn)，在固體激光、太陽能電池、光動(dòng)力治療，特別是在熒光防偽方面有很大的潛在應(yīng)用價(jià)值。過去十幾年中，科學(xué)工作者們對(duì)上轉(zhuǎn)換熒光納米材料的尺寸、相純、化學(xué)成分以及性質(zhì)的操控進(jìn)行了大量研究。

以四氟化釔鈉(化學(xué)式為NaYF₄)為基質(zhì)的上轉(zhuǎn)換熒光材料是迄今為止發(fā)現(xiàn)的效率最高的上轉(zhuǎn)換熒光材料，引起了廣泛的關(guān)注，潛在的應(yīng)用價(jià)值巨大。其中，在熒光防偽應(yīng)用方面，上轉(zhuǎn)換材料在不可見的紅外光激勵(lì)時(shí)能夠發(fā)出可見熒光，產(chǎn)生視覺效應(yīng)，同時(shí)，因?yàn)榛|(zhì)材料中摻雜不同的稀土離子，在不同波長的激光激勵(lì)下，會(huì)發(fā)射出不同頻率的熒光，而且材料所發(fā)出熒光具有唯一性和不可復(fù)制性，特征熒光信息代表著特征材料。目前，對(duì)上轉(zhuǎn)換材料防偽功能的研究已經(jīng)引起了一部分科研工作者的注意，上轉(zhuǎn)換材料防偽應(yīng)用主要方法是將上轉(zhuǎn)換納米材料通過物理機(jī)械方法，以二維碼的形式噴涂在介質(zhì)上，通過掃描二維碼而得出附著信息。然而這種方法與傳統(tǒng)的噴墨打印二維碼形式無異，并未充分利用上轉(zhuǎn)換材料特有的性質(zhì)，而且容易偽造。對(duì)上轉(zhuǎn)換熒光的識(shí)別仍然缺失一種較為有效、實(shí)用的方法。

鑒于以上發(fā)展趨勢，我們需要研究一種較為有效、實(shí)用的對(duì)上轉(zhuǎn)換熒光的識(shí)別方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明正是基于研究一種有效、實(shí)用的上轉(zhuǎn)換熒光攜帶信息的識(shí)別方法。通過獲取熒光光譜，并對(duì)不同頻率下熒光強(qiáng)度進(jìn)行編碼，來識(shí)別熒光光譜所攜帶信息。本發(fā)明方法相對(duì)于傳統(tǒng)二維碼識(shí)別信息而言，具有更強(qiáng)的防偽性能。將制得的上轉(zhuǎn)換熒光納米顆粒附著在基質(zhì)材料中，隨機(jī)性使得所發(fā)射熒光具有唯一性，基本不可能被復(fù)制偽造。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供了一種利用上轉(zhuǎn)換熒光進(jìn)行編碼識(shí)別的方法，其包括如下步驟：

建立特征點(diǎn)信息數(shù)據(jù)庫；

將上轉(zhuǎn)換材料涂覆于商品的外包裝上，形成條碼；

利用激光掃描所述條碼，收集上轉(zhuǎn)換材料中的熒光特征信息；

將所述熒光特征信息與特征點(diǎn)信息數(shù)據(jù)庫中的信息進(jìn)行比對(duì)，以是否匹配成功判斷商品的真?zhèn)巍?/p>

作為優(yōu)選方案，所述特征點(diǎn)信息數(shù)據(jù)庫的建立方法為：

利用激光將上轉(zhuǎn)換材料激發(fā)出熒光；

用光譜儀將所述熒光進(jìn)行收集，并對(duì)熒光的特征頻率進(jìn)行標(biāo)定；

將所述特征頻率與熒光的強(qiáng)度進(jìn)行匹配編碼，得到熒光光譜的特征點(diǎn)信息；

將所述特征點(diǎn)信息存儲(chǔ)成數(shù)據(jù)庫。

作為優(yōu)選方案，所述上轉(zhuǎn)換材料可選自摻有鐿和鉺的四氟化釔鈉、摻有鐿和鉺的四氟化釓鈉、摻有鐿和鉺的氧化釔等等一系列可以發(fā)出上轉(zhuǎn)換熒光的材料。

作為優(yōu)選方案，所述熒光在用光譜儀收集之前先進(jìn)行聚焦和濾波。為了盡可能多的獲取熒光信息，可以將熒光通過透鏡聚焦后再射入光譜儀，因?yàn)榧ぐl(fā)光功率較熒光功率高很多，可以在光譜儀前放置低通濾波片濾除一部分激發(fā)光。

作為優(yōu)選方案，所述激光的發(fā)射裝置選自半導(dǎo)體激光器、二氧化碳激光器、光纖激光器中的一種。

本發(fā)明的基本原理為：上轉(zhuǎn)換納米材料在相應(yīng)長波長激光激勵(lì)下，會(huì)輻射出熒光。用光譜儀收集熒光光譜，并將光譜特征頻率進(jìn)行標(biāo)定，光譜特征頻率與上轉(zhuǎn)換基質(zhì)材料中摻雜的稀土離子的種類有關(guān)，摻雜同種稀土離子的上轉(zhuǎn)換材料輻射出熒光的頻率成分大體是一致的(即特征頻率不隨基質(zhì)材料的改變而變化)，將光譜中該特征頻率進(jìn)行標(biāo)定，熒光光譜的區(qū)別在于特征頻率熒光的強(qiáng)度信息不同；將特征頻率熒光強(qiáng)度進(jìn)行編碼，輻射光譜中特征頻率熒光強(qiáng)度值隨摻雜稀土離子濃度、基質(zhì)材料種類、上轉(zhuǎn)換納米材料的濃度、在上轉(zhuǎn)換納米材料中額外摻雜貴金屬納米顆粒的種類的不同而發(fā)生改變，按照標(biāo)定的頻率熒光強(qiáng)度大小分成十六等級(jí)，即1,2,3,4,5,6,7,,,16，十六位數(shù)值，將每個(gè)頻率下的熒光強(qiáng)度都進(jìn)行等級(jí)化數(shù)值標(biāo)定，得到一串有特定排列順序的數(shù)列；提取熒光光譜的特征點(diǎn)信息，提取經(jīng)過熒光強(qiáng)度編碼后得到的有特定排列順序的數(shù)列；特征點(diǎn)信息庫中索引并匹配，讀取防偽信息，將第一次激發(fā)的熒光光譜特征點(diǎn)信息存儲(chǔ)入庫，當(dāng)再次激發(fā)時(shí)，索引信息并進(jìn)行匹配，匹配成功即可讀取防偽信息。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

1、防偽性能增強(qiáng)、可操作性與實(shí)用性能提高，用處非常廣泛；

2、將上轉(zhuǎn)換納米顆粒附著在需要進(jìn)行防偽應(yīng)用的基質(zhì)材料上，包含著該基質(zhì)材料的特征信息；