岩石偏光薄片基材存储介质及其制造方法、用途技术

本发明专利技术提供了岩石偏光薄片基材存储介质及其制造方法、用途，包括利用宝玉石边角料以及地质学研究过程的部分岩石标本薄片为原材料制作的存储介质和首饰及其制造方法、应用。通过第一偏光片，固定层，轴承，岩石薄片，第二偏光片等部件实现首饰在偏振光的转动变色，用激光刻蚀的方法实现数据存储，并实现了岩石边角料的综合利用。而且，世界上没有两片完全相同的岩石，因此本发明专利技术所述产品不可伪造；本发明专利技术所述的偏光首饰可以不在首饰上额外植入电子设备就能用于身份识别，在首饰本身的装饰作用基础上产生了意想不到的身份识别效果。本发明专利技术作为黑匣子或太空探测器存储介质时可以比常规的存储介质更加耐高温，耐腐蚀，抗辐射。

【技术实现步骤摘要】
岩石偏光薄片基材存储介质及其制造方法、用途
本专利技术涉及一种极端环境存储介质，以及与该介质相关的制造方法、用途，具体而言，是一种利用多晶质岩石薄片在偏振光下转动实现变化颜色组合，并利用岩石的矿物颗粒耐久性实现极端环境存储数据，和岩石不可复制性来实现身份识别媒介的方法。
技术介绍
不同矿物磨制成同样厚度的薄片时，干涉色和消光角特征一般不同，而且当磨制成0.03mm左右厚度的薄片时，多数矿物将变得透明。因此，在偏光显微镜下研究和鉴定岩石或透明矿物，需要将大量岩石矿物标本磨制成薄片才能进行观察。但是，地质学研究机构每年要淘汰掉大量库存的岩石光薄片(平均每个机构约10万片以上，每片面积6-10平方厘米)，直接丢弃将成为垃圾，还带来光薄片玻璃划伤人的危险。而且，这些光薄片的制备成本大约在30到40元每片，如果用后即丢，则带来经济上巨大的浪费。若是作为玻璃回收，因为制备过程加入了岩石，相当于给玻璃掺入杂质，难以直接用公知的回炉重炼的方法回收玻璃，所以，岩石光薄片亟需新的利用途径。由公知的晶体光学知识，若在正交的两个偏光片之间放置光性非均质体的透明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.岩石偏光薄片基材存储介质，其特征在于：/n所述岩石偏光薄片基材存储介质厚5-1000μm的晶质岩石或矿物材质的薄片，以及可拆卸固定于所述薄片两侧的偏光片；所述晶质岩石，不能是不透明矿物含量高于35％的岩石，不能有光均质矿物含量高于80％，不能有黏土矿物含量高于5％，不能是全岩成分溶解度大于等于0.1g的岩石，不能是摩氏硬度小于等于5的矿物含量超过50％的岩石；呈现同级序同种干涉色时，矿物薄片的厚度d与矿物的双折射率DR反相关，光程差R’＝d×DR，当350nm≤R’≤2000nm时，在正交偏光下旋转出现变化的七彩颜色。/n

【技术特征摘要】
1.岩石偏光薄片基材存储介质，其特征在于：
所述岩石偏光薄片基材存储介质厚5-1000μm的晶质岩石或矿物材质的薄片，以及可拆卸固定于所述薄片两侧的偏光片；所述晶质岩石，不能是不透明矿物含量高于35％的岩石，不能有光均质矿物含量高于80％，不能有黏土矿物含量高于5％，不能是全岩成分溶解度大于等于0.1g的岩石，不能是摩氏硬度小于等于5的矿物含量超过50％的岩石；呈现同级序同种干涉色时，矿物薄片的厚度d与矿物的双折射率DR反相关，光程差R’＝d×DR，当350nm≤R’≤2000nm时，在正交偏光下旋转出现变化的七彩颜色。


2.岩石偏光薄片基材存储介质制造方法，其特征在于，其包括：
步骤一：选择岩石薄片原材料，不能有不透明矿物含量高于60％，不能有光均质矿物含量高于70％，不能有黏土矿物含量高于5％，不能是全岩成分溶解度大于等于0.1g的岩石，之所以含量范围和权利要求1不同，是因为后续步骤打磨不均匀岩石的过程会改变矿物组成的比例；
步骤二：用切片机或者线切机将透明矿物或岩石切成长大于5mm、宽大于2mm，厚不大于2mm的毛坯块；
步骤三：用金刚砂或氧化铬或刚玉砂或石榴砂或金刚石粉中的至少一种磨料，将毛坯块的一面磨平、抛光，获得第一平面；
步骤四：将第一平面用加拿大树胶，或聚甲基丙烯酸甲酯，或异氰基丙烯酸甲酯，或熔结玻璃，或聚乳酸，或环氧树脂与载体片粘结，所述载体片是立方氧化锆，或合成金刚石，或钢化玻璃，或熔凝石英玻璃，或熔凝刚玉玻璃中的其中一种，或者是至少含有钛、铌、锆、铪、钨、钼、铬、铂、铱、金之中的一种成分的合金；
步骤五：加拿大树胶干后，或聚甲基丙烯酸甲酯，或异氰基丙烯酸甲酯，或熔结玻璃，或聚乳酸，或环氧树脂固化地与载体片粘结牢固后，打磨毛坯块的另一面，一直磨到毛坯块厚度d满足正交偏光下的光程差R’＝d×DR，DR是矿物双折射率，350nm≤R’≤2000nm的厚度为止，获得第二平面；
步骤六：第二平面与保护片粘结，所述保护片是立方氧化锆，或合成金刚石，或钢化玻璃，或熔凝石英玻璃，或熔凝刚玉玻璃中的其中一种，保护片必须透明；当岩石偏光薄片基材存储介质需要电子探针、激光等离子质谱微区探测技术处理，或者岩石偏光薄片矿物至少含有75％的矿物是摩氏硬度≥6，熔点≥1200℃的矿物时，可以省略步骤六。


3.如权利要求2所述的岩石偏光薄片基材存储介质制造方法，其特征在于：
步骤四载体片透明时不必在第一平面与载体片之间夹偏光片，载体片透明时必须在第一平面与载体片之间夹偏光片；第一平面起伏不超过2μm；载体片与第一平面的起伏都不超过2μm；保护片两面抛光成起伏不超过1μm的平面，第二平面与保护片接触面的起伏不超过1μm；步骤五打磨毛坯块之前，将至少三个厚度5-1000μm的等厚金刚石薄片，等间隔角度地包围毛坯块，再进行打磨。


4.岩石偏光薄片基材运用于黑匣子的用途，其特征在于：
所述黑匣子(201)至少包括岩石偏光薄片基材存储介质(70)和激光系统，激光系统包括控制器(208)、激光源(202)、激光写入器(203)、激光定位器(206)、激光读取器(205)、光导纤维(207)；激光写入器(203)、激光定位器(206)、激光读取器(205)被包裹于黑匣子，激光源通过光导纤维(207)与激光写入器(203)、激光定位器(206)、激光读取器(205)实现光学通路连接和电性连接，岩石偏光薄片基材存储介质(70)可移动地固定于滑轨(209)，滑轨(209)固定包裹在黑匣子内部，真空室或透明夹层(204)包围岩石偏光薄片基材；激光系统以10-50赫兹脉冲频率工作，单次航线写入过程中，激光系统频率恒定不变，激光写入器(203)以激光束斑蚀刻岩石偏光薄片基材存储介质(70)，束斑能量的范围0.2-6J.cm–2；岩石偏光薄片基材存储介质(70)的预选区域由激光定位器、激光读取器通过消光位、干涉色选取，也可以通过公知的EBSD技术确定，所述EBSD技术是通过电子背散射衍射选取、分析矿物颗粒成分、结构构造的方法；消光位、干涉色信息可以通过控制器(208)手动设置指令，或电性存储指令，或磁性存储指令，或光学存储指令控制激光源(202)、激光写入器(203)、激光定位器(206)、激光读取器(205)；岩石偏光薄片基材存储介质(70)预选区域被烧蚀时，烧蚀分析点的激光束斑直径不大于50μm；黑匣子激光系统在飞机飞行时不间断，在矿物颗粒上实时地蚀刻代表录音、图像信息的凹坑组合，或者根据声波振动轨迹实时地蚀刻在岩石偏光薄片基材存储介质(70)表面；岩石偏光薄片基材存储介质(70)材料包括橄榄石、辉石、绿帘石、黝帘石、刚玉、锆石、立方氧化锆、莫桑石、葡萄石、钠沸石、水铝石、电气石、石英中的至少2种，进行多道蚀刻，在一个薄片的多种矿物颗粒，或岩石偏光薄片基材存储介质(70)附属的载体片上同时激光刻蚀备份多个相同的数据，当事故发生，通过回收岩石偏光薄片基材存储介质(70)，通过上面激光束斑蚀刻痕迹反演激光束的运行，并恢复事故前录音；
在岩石偏光薄片可以唯一识别、难以复制的基础上，提供适用于极端环境下的矿物存储介质，并结合矿物实际性质进行多道备份数据；当基材被损坏，根据公知矿物性质和基材被损坏特征判断介质经历的灾难事件具体类型；通过激光束的运行反演声音的方法是公知已经在激光-声音信号转换和激光窃听领域有所运用的技术方案。


5.岩石偏光薄片基材用于太空探测器数据备份的用途，其特征在于：
以权利要求4所述激光束斑，蚀刻权利要求1所述岩石偏光薄片基材存储介质的方式，备份太空探测器测试数据；在月球表面，月球车，岩石偏光薄片基材可以由地球发射任务携带，也可以在月球就地取材地选取斜长岩，使用月壤粉末抛光制备岩石偏光薄片基材存储介质，制备完成后岩石偏光薄片基材存储介质可拆卸固定于太空探测器；岩石偏光薄片基材存储介质的预选区域被烧蚀时，为了使单位面积的数据存储量...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨溢，刘建忠，
申请(专利权)人：中国科学院地球化学研究所，
类型：发明
国别省市：贵州;52