利用紫外雷射拉曼螢光聯合光譜的防偽系統的製作方法
2023-06-19 08:51:06
專利名稱：利用紫外雷射拉曼螢光聯合光譜的防偽系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及物理領域，尤其涉及光譜測量技術，特別是一種利用紫外雷射拉
曼螢光聯合光譜的防偽系統。
技術背景 防偽技術是用於識別真偽並防止假冒、仿造行為的技術手段，廣泛應用於各個領域，尤其是在文物、珠寶、鐘錶、化妝品以及箱包等奢侈品領域，另外在食品、音像製品、軟體電腦晶片和藥品出現造假、侵權較多的領域，也正日益廣泛地採用防偽技術防止被假冒侵權。 商品防偽一般有三種方式第一種方式是包裝防偽，例如一次性使用的包裝紙或包裝膜，可以具有防偽特徵的防偽紙或防偽膜；如果是瓶裝，例如可以用雷射燒一個防偽封口標記，也可以採用防偽包裝結構等。第二種方式是在商品或包裝上加貼防偽標誌，有雷射全息、印刷防偽、核微孔防偽、標記分布防偽、數碼防偽等等；一般使用多重綜合防偽，並可用電話、手機等方式，把商品上代表其惟一身份的號碼輸進去，即可從返回信息中得知真偽。第三種方式是內涵防偽，即在商品中或商品包裝上採用材料特徵，利用材料不可轉移複製，使用材料特徵量的記錄和檢驗，以達到使用的惟一性。例如在酒或藥品中放入可食用的無毒的DNA，以備查驗真偽。 現有技術中，防偽技術都是在包裝上應用，這樣不僅使不法分子可以仿造包裝，甚至少數經國家有關部門核准的防偽生產企業，受經濟利益所驅使，知假助假、惡意而為。通過這種途徑流入市場的防偽標識產品，確屬真防偽標識，但真防偽標識用於假貨上，無異於給假貨穿上了 "合法外衣"，這種危害與損失更無法估量。
發明內容 本實用新型的目的在於提供一種利用紫外雷射拉曼螢光聯合光譜的防偽系統，所述的這種利用紫外雷射拉曼螢光聯合光譜的防偽系統要解決現有技術中防偽技術不理想的技術問題。 本實用新型的這種利用紫外雷射拉曼螢光聯合光譜的防偽系統由雷射器、光學聚焦透鏡、樣品室、光學準直採集透鏡、紫外濾光片、可見光濾光片、光纖耦合聚焦透鏡、光纖、光譜儀、智慧型手機或計算機、中心伺服器和產品材料紫外雷射誘導拉曼和螢光聯合光譜網絡資料庫構成，其中，所述的光學聚焦透鏡和樣品室均設置在所述的雷射器的雷射出射光路中，所述的光學聚焦透鏡設置在雷射器與樣品室之間，所述的光學準直採集透鏡和光纖耦合聚焦透鏡設置在與樣品室的激發光路相交的位置上，光學準直採集透鏡和光纖耦合聚焦透鏡相互平行和對中，所述的紫外濾光片固定設置在光學準直採集透鏡和光纖耦合聚焦透鏡之間，紫外濾光片與光學準直採集透鏡和光纖耦合聚焦透鏡相互平行和對中，所述的可見光濾光片設置在紫外濾光片和光纖耦合聚焦透鏡之間的一個運動位置上，所述的光纖的一端設置在光纖耦合聚焦透鏡的焦點處，光纖的另一端設置在所述的光譜儀的輸入端，光譜儀的輸出端與所述的智慧型手機或計算機連接，智慧型手機或計算機通過網絡與所述的中心伺服器連接，中心伺服器與所述的產品材料紫外雷射誘導拉曼和螢光聯合光譜網絡資料庫連接。 進一步的，所述的產品材料紫外雷射誘導拉曼和螢光聯合光譜網絡資料庫是按一
定的結構和規則組織起來的產品材料紫外雷射拉曼和螢光聯合光譜數據的集合。是綜合各
類產品材料光譜數據形成的數據集合，是存放光譜數據的倉庫。 進一步的，所述的雷射器和光譜儀均與一個充電式鋰電池連接。 進一步的，所述的雷射器和光譜儀的控制接口均與智慧型手機或計算機連接。 進一步的，所述的雷射器是微片雷射器，所述的微片雷射器中設置有雷射諧波變
換系統。進一步的，所述的紫外濾光片由直徑10mm、厚度3mm的石英片上鍍介質膜構成，對波長小於265nm的光輻射透過率小於1%，對波長大於265nm的光輻射透過率大於90%。[0012]進一步的，所述的可見光濾光片由直徑10mm、厚度3mm的石英片上鍍介質膜構成，對波長小於400nm的光輻射透過率大於90%，對波長在400-700nm的光輻射透過率小於1%。 進一步的，利用所述的紫外濾光片濾去紫外雷射本身雷射波長，消除它對拉曼和螢光光譜測量的影響。 進一步的，利用所述的可見光濾光片濾去在測量紫外雷射拉曼光譜時所產生的螢光幹擾。 本實用新型的工作原理是利用紫外雷射照射樣品同時利用光譜儀探測樣品的螢光激發光譜和拉曼光譜，在測量樣品材料的拉曼光譜和螢光光譜的步驟完成之後，將取得的樣品材料的拉曼光譜和螢光光譜與一個產品材料紫外雷射誘導拉曼和螢光光譜聯合網絡資料庫中同一類別產品材料光譜進行比對，最終判斷被測材料的真偽。比對是採用特徵比對法、特徵接合法、幾何構圖法、重疊比對和綜合比對的方法。在測量樣品材料的拉曼光譜和螢光光譜的步驟完成之後，利用智慧型手機或者計算機採集上述光譜數據，然後通過網絡傳輸到一個中心伺服器，在所述的中心伺服器中將上述光譜與所述的產品材料紫外雷射誘導拉曼和螢光光譜聯合網絡資料庫中同一類別產品材料光譜進行比對，然後將比對結果通過網絡回傳給智慧型手機或者計算機。在測量樣品材料的拉曼光譜和螢光光譜的步驟中，所述的紫外雷射的波長在200 300nm之間，峰值功率大於1KW。在測量樣品材料的拉曼光譜和螢光光譜的步驟之前，對樣品材料的表面進行雷射清洗。利用紫外雷射(波長200-300nm，峰值功率大於1KW)照射樣品，因為雷射拉曼和螢光光譜圖譜間可以相互補充信息，同時進行拉曼光譜和螢光光譜分析，可以給出有關材料結構和組分的完整圖像，這樣對複雜材料有更準確的特性識別。聯合光譜數據通過智慧型手機或者計算機採集編輯，然後通過網絡傳輸到中心伺服器。中心伺服器對這些光譜數據進行處理，首先從產品材料紫外雷射誘導拉曼和螢光光譜聯合網絡資料庫中調用同一類別產品材料使用同樣紫外雷射誘導拉曼螢光聯合光譜測試終端測試的圖譜光譜數據，然後採用比對方法具體包括特徵比對法、特徵接合法、幾何構圖法、重疊比對和綜合比對對獲得的被測材料光譜圖譜進行解讀，利用產品材料雷射拉曼螢光聯合光譜圖譜具有唯一性的特徵，最終判斷被測材料真偽。並實時通過網絡傳回給智慧型手機或者計算機，將檢測結果告知用戶。中心伺服器對這些光譜數據進行解讀時，不需要嚴格確定產品材料的成分和含量等特徵，只是與原來同一類別產品材料使用同樣紫外雷射誘導拉曼螢光聯合光譜測試終端測試的圖譜進行比對，從而判讀材料真偽。這樣不僅無需專業人員對圖譜的科學分析，也無需準備用於定量測試的標準樣品。從理論上講找出雷射誘導拉曼和螢光圖譜信息完全相同的假冒材料幾乎是不可能的。利用材料雷射誘導拉曼螢光聯合光譜作為材料唯一性判斷，是能夠系統完整地解決產品真偽判斷問題。 另外，本實用新型採用紫外雷射(波長200-300nm，峰值功率大於lKW)激勵材料樣品時，所產生的拉曼光信號主要在紫外區，從而避免了可見光區域的同時產生的螢光幹擾。由於紫外雷射(波長200-300nm，峰值功率大於1KW)波長短，峰值功率高，由它激勵所產生的拉曼散射比常規使用532nm或近紅外雷射激發材料產生的拉曼散射顯著增強，可使測量靈敏度大幅度提高。這樣可以在同一光譜測試終端完成雷射拉曼和螢光光譜測量。[0017] 並且，採用紫外雷射(波長200-300nm，峰值功率大於1KW)激勵產品材料時，可以先進行雷射清洗.雷射清洗能夠清除各種材料表面的各種類型的汙染物，達到常規清洗無法達到的清潔度。而且還可以在不損傷材料表面的情況下有選擇性地清洗材料表面的汙染物；脈衝雷射清洗的過程依賴於雷射器所產生的光脈衝的特性，基於由高強度的光束、短脈衝雷射及汙染層之間的相互作用所導致的光物理反應。其物理原理可概括如下雷射器發射的光束被需處理表面上的汙染層所吸收，大能量的吸收形成急劇膨脹，產生衝擊波，衝擊波使汙染物變成碎片並被剔除。光脈衝寬度必須足夠短，以避免使被處理表面遭到破壞的熱積累。每個雷射脈衝去除一定厚度的汙染層。如果汙染層比較厚，則需要多個脈衝進行清洗，將表面清洗乾淨所需要的脈衝數量取決於表面汙染程度。通過雷射清洗待測樣品表面，可以消除汙染物對雷射拉曼和螢光光譜測量的幹擾。 本實用新型和已有技術相比較，其效果是積極和明顯的。本實用新型利用網絡與高功率紫外雷射誘導拉曼和螢光聯合光譜在線連接，利用材料紫外雷射誘導拉曼和螢光聯合光譜的唯一性，進行材料真偽鑑定。能夠系統完整地解決商品真偽判斷問題。紫外雷射拉曼螢光聯合光譜的防偽方法能廣泛應用於食品、醫藥衛生、材料、商品檢驗、國防科技、考古、珠寶、文物鑑定等領域。將現代雷射光譜分析技術全面運用於商品防偽領域，必將對造假行為嚴厲遏制。另外也可將該技術全面運用於質量管理，對產品複雜特性做出精確科學的表達。對於成品質量、工藝操作、原料材料的質量控制具有重大意義
圖1是本實用新型中的利用紫外雷射拉曼螢光聯合光譜的防偽系統的實施例的示意圖。
具體實施方式
[0020] 實施例1 : 如圖1所示，本實用新型的利用紫外雷射拉曼螢光聯合光譜的防偽系統由雷射器1、光學聚焦透鏡3、樣品室4、光學準直採集透鏡6、紫外濾光片7、可見光濾光片8、光纖耦合聚焦透鏡9、光纖IO和光譜儀11以及PC機12、中心伺服器14和標準樣品紫外雷射誘導拉曼和螢光聯合光譜網絡資料庫15構成，其中，所述的光學聚焦透鏡3和樣品室4均設置在雷射器1的雷射出射光路2中，光學聚焦透鏡3設置在雷射器1與樣品室4之間，所述的光學準直採集透鏡6和光纖耦合聚焦透鏡9設置與樣品室4的激發光路成一角度可以垂直的位置上，並相互平行和對中，雷射在樣品上產生的拉曼散射光和螢光5通過光學準直採集透鏡6和光纖耦合聚焦透鏡9耦合到光纖10中，所述的紫外濾光片7固定設置在光學準直採集透鏡6和光纖耦合聚焦透鏡9之間，並與它們相互平行和對中，所述的可見光濾光片8設置在紫外濾光片7和光纖耦合聚焦透鏡9之間，並與它們相互平行和對中，所述的可見光濾光片8可以運動，當測量拉曼光譜時，它位於紫外濾光片7和光纖耦合聚焦透鏡9之間不動，當測量螢光光譜時，它將運動離開，不在位於紫外濾光片7和光纖耦合聚焦透鏡9之間，所述的光纖10 —端設置在光纖耦合聚焦透鏡9的焦點處，另一端設置在光譜儀11的輸入端，光譜儀11的輸出端與所述的PC機12連接，PC機12通過網絡13與所述的中心伺服器14連接，中心伺服器14通過所述的數據交換系統與所述的雷射誘導多種光譜聯合指紋網絡資料庫15連接， 進一步的，所述的雷射器1和光譜儀11均與一個充電式鋰電池16連接。 進一步的，所述的雷射器1和光譜儀11均與PC機12連接。由PC機12控制雷射
器1和光譜儀11 ; 進一步的，所述的雷射器1採用微片雷射器，並利用雷射諧波變換系統產生亞納秒脈衝雷射，脈衝寬度小於lns，波長263nm ; 進一步的，所述的紫外濾光片7採用直徑10mm厚度3mm的石英片上鍍介質膜，對波長小於265nm的光輻射透過率小於1 % ，對波長大於265nm的光輻射透過率大於90% 。紫外濾光片7的作用是消除紫外雷射激勵源本身的散射對拉曼和螢光光譜測量的影響。[0026] 進一步的，所述的可見光濾光片8也採用直徑10mm厚度3mm的石英片上鍍介質膜，對波長小於400nm的光輻射透過率大於90 % ，對波長在400-700nm的光輻射透過率小於1%。可見光濾光片8的作用是消除拉曼光譜測量時螢光對測量的影響。[0027] 進一步的，所述的光譜儀11採用光纖10作為信號耦合器件，將光纖耦合聚焦透鏡9的焦點處的被測光5耦合到光譜儀11中。
權利要求一種利用紫外雷射拉曼螢光聯合光譜的防偽系統，由雷射器、光學聚焦透鏡、樣品室、光學準直採集透鏡、紫外濾光片、可見光濾光片、光纖耦合聚焦透鏡、光纖、光譜儀、智慧型手機或計算機、中心伺服器和產品材料紫外雷射誘導拉曼和螢光聯合光譜網絡資料庫構成，其特徵在於所述的光學聚焦透鏡和樣品室均設置在所述的雷射器的雷射出射光路中，所述的光學聚焦透鏡設置在雷射器與樣品室之間，所述的光學準直採集透鏡和光纖耦合聚焦透鏡設置在與樣品室的激發光路相交的位置上，光學準直採集透鏡和光纖耦合聚焦透鏡相互平行和對中，所述的紫外濾光片固定設置在光學準直採集透鏡和光纖耦合聚焦透鏡之間，紫外濾光片與光學準直採集透鏡和光纖耦合聚焦透鏡相互平行和對中，所述的可見光濾光片設置在紫外濾光片和光纖耦合聚焦透鏡之間的一個運動位置上，所述的光纖的一端設置在光纖耦合聚焦透鏡的焦點處，光纖的另一端設置在所述的光譜儀的輸入端，光譜儀的輸出端與所述的智慧型手機或計算機連接，智慧型手機或計算機通過網絡與所述的中心伺服器連接，中心伺服器與所述的產品材料紫外雷射誘導拉曼和螢光聯合光譜網絡資料庫連接。
2. 如權利要求1所述的利用紫外雷射拉曼螢光聯合光譜的防偽系統，其特徵在於所述的雷射器和光譜儀均與一個充電式鋰電池連接。
3. 如權利要求1所述的利用紫外雷射拉曼螢光聯合光譜的防偽系統，其特徵在於所述的雷射器和光譜儀的控制接口均與智慧型手機或計算機連接。
4. 如權利要求1所述的利用紫外雷射拉曼螢光聯合光譜的防偽系統，其特徵在於所述的雷射器是微片雷射器，所述的微片雷射器中設置有雷射諧波變換系統。
專利摘要一種利用紫外雷射拉曼螢光聯合光譜的防偽系統，由雷射器、光學聚焦透鏡、樣品室、光學準直採集透鏡、紫外濾光片、可見光濾光片、光纖耦合聚焦透鏡、光纖、光譜儀、智慧型手機或計算機、中心伺服器和產品材料紫外雷射誘導拉曼和螢光聯合光譜網絡資料庫構成，光譜儀的輸出端與智慧型手機或PC機連接。利用網絡與高功率紫外雷射誘導拉曼和螢光聯合光譜在線連接，利用材料紫外雷射誘導拉曼和螢光聯合光譜的唯一性，進行材料真偽鑑定。能夠系統完整地解決商品真偽判斷問題。
文檔編號G01N21/65GK201477049SQ20092020934
公開日2010年5月19日 申請日期2009年9月7日 優先權日2009年9月7日
發明者丁雪梅, 袁永恆, 龔輝 申請人:上海鐳立雷射科技有限公司