基于光学的、使用窄带发射增益介质进行排序、编码和验证的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术的内容是一种用于验证、分类或计数凭证其中至少一种操作的方法和装置，以及包含在凭证内的安全结构和包含有安全结构的凭证。安全设备或结构（１２）包括一种光学增益介质和一种带有将全部几何形状传递给结构的边界的结构，与结构的至少一种材料属性相结合，支持增益介质发射的电磁辐射增强，在一个实施例中，该增益介质促成产生至少一种增强窄带波长内电磁辐射发射的模式。该结构（１２）适合的形状包括如丝状（１２Ｂ）的细长普通圆柱形、球形、半球形、环形、立方形、其它多面体形以及圆盘形（１２）。结构（１２）最好包括至少一种可以提供分布式光学反馈的单片结构、多层结构（１２Ｃ）或按尺寸排列的结构。在本发明专利技术的优选实施例中，安全设备（１２）可以与货币、护照、彩票、可兑现证券、信用卡或借记卡，或任何想要进行验证、计数、编码、分类或核实中至少一种操作的基体或载体的组合在一起。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及基于光学的、执行对象排序、编码和验证的方法和装置，例如基于纸质或聚合物的物体，包括货币、支票、可兑现票据、护照、遗嘱和其它凭证。
技术介绍
在1995/09/05发布的、名为“具有提供类激光行为的强散射增益介质的光源”的美国专利号5,448,582中，提出了一种多相增益介质，包括发射相(如染色分子)和散射相(例如TiO2)。在一些实施例中还可以提供第三种，基质相。适合用于基质相的材料包括溶剂、玻璃和聚合物。给出的增益介质在一定泵冲能量之上会呈现类激光光谱线宽迅速减小。提出的增益介质适合使用多波长码对对象进行编码，适合与包括聚合物和纺织品在内的基体材料一起使用。在技术中已知的是使用不同安全技术试图来提供可以被快速验证的纸质和其它可印刷基体。一旦纸被验证，那么印刷在纸上的凭证或票据就可以设定为是真实的，或者至少通过了最低限度的真实性检验。水印、全息图、变色墨水等等在过去都使用过。一种现有的技术是在纸中放置安全线以阻止生产未授权的纸或验证已生产的纸和/或印刷在纸上的凭证或货币。在下列美国专利中可以找到这方面的参考资料T.T.Crane申请的5,486,022“具有至少两种安全检测特性的安全线以及使用了该安全线的安全文件”；T.T.Crane申请的4,534.398“安全文件”；和F.G.Crane，Jr申请的4,437,935“在纸中提供安全特征的方法和装置”。除了验证的问题外，随着货币、凭证和其它易弯基体(例如纺织品)的使用还产生了其它问题，例如在使用自动排序和计数机器的时候。在这样的应用中，排序和/或计数机器应该能够准确区分不同种类的票据，尽管是在票据以相当高的速度移动的实时环境中。在荧光或磷光材料的传统使用中也产生了一个问题。这个问题涉及光输出的饱和度行为，这是这些材料的特色。由于这种饱和度行为，其输出的信噪比属性是递减的，特别是对于非接触基体处理。对于上面讨论的不同问题的一个非常好的解决方案是提供一个安全结构，加入到形成凭证、货币、可兑现票据等等的基质中，其中结构的作用是验证基体，并增强基体的可数性和/或可分类性。该安全结构应该要体积小，以使它能够加入到基体之中，成本低，呈现非饱和性或基本非饱和性行为以提供具有高信噪比输出的结构和可以用在非接触的、高速模式操作下的能力。依照本专利技术技术的，基于光学的安全结构将允许进行这样的非接触的、高速模式的操作。专利技术目的和优点因此本专利技术的第一个目的和优点是提供了一种改进的，基于光学的验证物体的方法和装置，还可以对物体进行计数和分类，例如凭证、货币、可兑现票据和其它包含有标记的基体。本专利技术的另外一个目的和优点是提供一种可以用在薄基体材料中的安全结构，例如基于纸质或聚合物的薄片状基体材料。本专利技术的另外一个目的和优点是提供一种凭证或凭证基体，例如纸张或聚合物，在其上印刷或构造，使得凭证或基体可以真正的，被准确清楚的验证，以及具有增强的计数和分类的性质。本专利技术的另外一个目的和优点是提供一种模式或放大自发射(ASE)结构，考虑避开作为传统荧光或磷光材料特色的传统输出饱和度行为，因此极大的增强了基体输出的信噪比特性，顾及了很好改进的、鲁棒性非接触处理。本专利技术的另外一个目的和优点是在同质或非同质加宽的介质中提供一种放大自发射(ASE)结构，顾及了基体很好改进的，鲁棒性非接触处理，例如那些构成货币和其它凭证的基体。专利技术概述本专利技术克服了前述及其它问题，依照本专利技术实施例的方法和装置实现了本专利技术的目的和优点。这里提出的是用于凭证验证、分类或计数其中至少一个的方法和装置，以及包含在凭证之中的安全结构和包含安全结构的凭证。装置包括激光或一些其它光源来照射全部或部分凭证。凭证包含基体和至少一种位于基体内或基体上的安全结构或设备。依照本专利技术的技术，在一实施例中安全结构包括连接到结构的增益介质，支持生成至少一种模式的电磁辐射。依照本专利技术的技术，在另外一个实施例中安全结构包括连接到结构的增益介质，在一个或多个方向上有一维或一段生成和支持放大自发射(ASE)。依照本专利技术的安全设备包括一个结构，该结构边界的几何形状和材料特性(例如折射率)支持增强的电磁辐射，该辐射是从也是包含在设备之中的增益介质发出的，如染料和/或半导体粒子。可以提供这种结构来支持生成至少一种模式来增强窄带波长之内的电磁辐射。该结构适合的形状包括，但不只局限于，如丝状的细长普通圆柱形、球形、半球形、环形、立方形、其它的多面体形以及圆盘形。结构可以是单片结构、多层结构或同一类型的组合体。容纳结构的首选安全设备的尺寸要与其放置的基体或载体的尺度一致，例如那些用于信用卡、借记卡和驾照一类识别卡的纸张或薄聚合物。激光源会输出预设波长的光来激励增益介质。包含激光器的装置还包括响应至少一个预设波长的至少一个光电检测器或一组光电检测器，以及判决逻辑电路，用于指出包含安全设备的凭证的真实性，凭证计数或凭证分类之中的至少一种。判决逻辑电路的运行至少部分基于检测到至少一种预设波长或缺少至少一种预设波长。此外，真实性的判决过程可以包含信号的谱线宽度和其它光谱特性，例如其导数。这些参数可以用来进一步确认激光发射信号的存在。如这里使用的，凭证可以是货币、护照、彩票、可兑现证券、信用卡或借记卡、驾照或职员标记卡一类的标识卡，或任何需要验证、计数、信息编码、分类和/或核实的基体或载体。附图简述结合观看附图，在随后本专利技术的详细描述中会更为清楚的发现上面列出的和其它的本专利技术特性，在附图中附图说明图1举例说明了嵌入纤维或线的凭证，在由包含一种或多种特征波长的激光等光源照射时发射出窄带光线；图2A举例说明了依照本专利技术技术的安全结构的圆片实施例；图2B举例说明了依照本专利技术技术的安全结构的细丝或纤维实施例，适合使用图1给出的凭证线；图2C举例说明了依照本专利技术技术的安全结构的分布式反馈(DFB)实施例；图2D举例说明了如图2A中圆片的顶视图或纤维的端视图，其中圆片或纤维是分扇S区的，能够输出多种波长；图2E举例说明了如图2A中圆片的顶视图或纤维的端视图，其中圆片或纤维是放射状结构，使其能够输出多种波长；图3是安全结构实施例的放大截面图，该结构也适合使用图1给出的凭证线。图4是图3安全结构另外一个实施例的放大截面图；图5描述了图2A-2E实施例中任意一个的所选染料在光谱迅速下降之前(B)和之后(C)的发射峰值。图6给出了包含大量聚合纤维成分的线的特征发射峰值，每个纤维在特征波长上发射；图7是一个曲线图，说明了许多可以依照本专利技术用来构成增益介质的适合染料；图8是凭证验证系统的简化方框图，该系统是本专利技术的一个方面；图9是凭证分类和计数系统的简化方框图，该系统是本专利技术的一个方面；以及图10描述了发射波长信号幅度，有助于解释本专利技术的实施例，其中使用了波长和信号等级幅度编码。专利技术详述上面提到的美国专利号5,448,582由Nabil M.Lawandy在1995/09/05发布，名为“具有提供类激光行为的强散射增益介质的光源”，在这里全面结合其内容供参考。另外在这里全面结合以供参考的是美国专利号5,434,878的内容，由Nabil M.Lawandy在1995/07/18发布，名为“具有掺杂了添加剂的半导体毫微晶片以及光散射体的光增益介质”。本专利技术使用的安本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种与基体共同使用的设备，包括一种连接到一种结构的增益介质，该结构支持产生至少一种电磁辐射模式。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：NM拉万迪，
申请(专利权)人：光谱系统公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]