[发明专利]借助发光磷光体化合物验证物品的方法和设备

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年6月29日申请的美国非临时申请序号13/537414和2011年7月15日申请的美国临时申请序号61/508302的权益。

技术领域

本发明通常涉及辐射发射化合物和用于它们的验证的方法和设备。

发明背景

发光磷光体化合物是这样的化合物，通过用外部能源激励该化合物，其能够发射可检测量的处于红外、可见和/或紫外光谱中的辐射。典型的发光磷光体化合物至少包括主晶格(host crystal lattice)、发射离子(emitting ion)(例如稀土金属的离子)和在一些情况中包括“敏化(sensitizing)”离子(例如过渡金属的离子或者不同的稀土金属的离子，其能够吸收并将能量转移到稀土金属发射离子)。通过磷光体化合物产生辐射是通过如下完成的：通过一种或多种发射离子或者通过主晶格与一种或多种敏化离子中的一者或两者吸收入射辐射，将能量从主晶格/敏化离子转移到发射离子，和通过发射离子辐射所转移的能量。

磷光体化合物的所选组分导致该化合物具有特定的性能，包括其激励能的特定波长(“激励辐射”)，和由该磷光体化合物的发射离子所发射的能量中的一个或多个峰的特定光谱位置(“发射辐射”)。并非每个离子都会在全部的主晶格中具有发射。存在许多例子，其中具有发射可能性的辐射被猝灭，或者从吸收离子或主晶格转移到发射离子的能量是如此差，以至于几乎不能观察到辐射效应。在其它主晶格中，辐射效应可以非常大，并且量子效率接近于一致。

对于特定的磷光体化合物(其产生可观察到的发射辐射)，在它的发射辐射中的一个或多个峰的一个或多个光谱位置(即它的“光谱特征”)可以用于从不同的化合物中唯一地鉴定出该磷光体化合物。该光谱特征主要归因于稀土离子(或多种稀土离子)。但是由于主晶格对于各种离子的影响，典型地通过晶场强度和分裂(splitting)来产生影响，可能存在光谱扰动。对于发射辐射的暂时行为来说也是如此。

一些磷光体化合物独特的光谱特性使得它们非常适用于验证或者鉴定具有特定价值或者重要性的物品(例如钞票、护照、生物样品等)。因此具有已知光谱特征的发光磷光体化合物已经被结合到各种类型的物品中，来增强检测这类物品的仿制品或者赝品，或者追踪和鉴定该物品的能力。例如发光磷光体化合物已经以添加剂、涂层和印刷的或以其它方式施加的验证特征的形式结合到各种类型的物品中。

包括发光磷光体化合物的物品可以使用专门设计的验证装置来验证。更特别地，制造商可以将已知的磷光体化合物(例如“验证用”磷光体化合物)结合到它的“正宗”物品中。配置用来检测这类物品的可信度的验证装置具有与验证用磷光体化合物相关的可吸收性激励辐射的波长和发射辐射的光谱特性的知识(例如存储的信息)。当提供有用于验证的样品物品时，该验证装置将该物品曝露于激励辐射，该辐射具有这样的波长，其对应于直接或间接导向期望的发射辐射的发光磷光体吸收特征的已知波长。该验证装置感知和表征用于可以由该物品产生的任何发射辐射的光谱参数。当所检测的发射辐射的光谱特征处于检测设备的验证参数范围(其对应于验证用磷光体化合物(称作“检测参数空间”))内时，该物品可视为可信的(authentic)。相反，当该验证装置未能感知预期处于检测参数空间内的信号时，该物品可视为不可信的(unauthentic)(例如伪造的或者假冒的物品)。

上述技术在检测和阻止相对不精细的伪造物和假冒活动时是非常有效的。但是，具有适当的资源和装置的个人可能能够使用光谱技术来确定一些磷光体化合物的组分。然后，可以复制该磷光体化合物并将其施用到不可信的物品，因此危及到了否则通过特定磷光体化合物提供的验证的益处。因此，虽然已经开发了许多的磷光体化合物来帮助以上述方式验证物品，但是期望开发用于验证物品的另外的化合物和技术，其可使得仿造和假冒行为变得更困难，和/或其可以被证明有益于鉴定和追踪特别关注的物品。此外，本发明的其它合意的特征和特性基于随后对本发明的详细说明和所附权利要求，结合附图和本发明的这一背景将变得显而易见。

发明内容