RU205066U1

RU205066U1 - A protective element with nanodiamonds enriched with nitrogen-vacancy centers, modified by radiation exposure, for identification and determination of the authenticity of the product

Info

Publication number: RU205066U1
Application number: RU2021105384U
Authority: RU
Inventors: Алексей Олегович Левченко
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Микролазер" (ООО "Микролазер")
Priority date: 2021-03-02
Filing date: 2021-03-02
Publication date: 2021-06-25

Abstract

Полезная модель относится к области защиты от подделок изделий. Технический результат заключается в повышении степени защиты от подделок. Защитный элемент с модифицированными радиационным воздействием для идентификации и определения подлинности изделия содержит деформируемую полимерную пленку, на внутреннюю поверхность которой нанесен клеевой слой для закрепления защитного элемента на изделии и эффективный при кратковременном прижатии, при этом при попытке удаления защитного элемента с поверхности изделия деформируемая полимерная пленка претерпевает необратимые разрушения, а клеевой слой остается на поверхности изделия, деформируемая полимерная пленка выполнена оптически прозрачной, а клеевой слой содержит микрокристаллы алмаза с активными NV-центрами с предварительно заданной, различающейся между собой, формой спектра двойного радиооптического резонанса. 2 ил.The utility model relates to the field of protection against counterfeiting of products. The technical result consists in increasing the degree of protection against counterfeiting. A protective element with modified radiation exposure for identification and determination of the authenticity of the product contains a deformable polymer film, on the inner surface of which an adhesive layer is applied to fix the protective element on the product and is effective upon short-term pressing, while when trying to remove the protective element from the surface of the product, the deformable polymer film undergoes irreversible destruction, and the adhesive layer remains on the surface of the product, the deformable polymer film is made optically transparent, and the adhesive layer contains diamond microcrystals with active NV centers with a predetermined, different from each other, the shape of the radio optical double resonance spectrum. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к области защиты от подделок изделий при помощи нанесения на них защитных меток, обладающих особыми физическими свойствами.The utility model relates to the field of protection against counterfeiting of products by applying on them security labels with special physical properties.

Известен способ защиты документов, ценных бумаг и изделий с помощью нанокристаллов алмаза с активным NV-центром [патент РФ №2357866, опубл. 10.06.2009, ООО "НОВЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ", МПК B41M 5/00], в котором в защищаемый документ, ценную бумагу или изделие вводят или наносят флюоресцирующую под действием внешнего излучения метку, которая представляет собой нанокристалл алмаза с активным NV-центром. A known method of protecting documents, securities and products using diamond nanocrystals with an active NV-center [RF patent No. 2357866, publ. 06/10/2009, LLC "NEW ENERGY TECHNOLOGIES", IPC B41M 5/00], in which a mark fluorescent under the action of external radiation is introduced or applied to the security document, security paper or product, which is a diamond nanocrystal with an active NV center.

В известной технологии, в качестве защитного признака используется квантовый эффект Двойного Радиооптического Резонанса (ДРОР), который из всех твердых тел присущ только отрицательно заряженным азотно-вакансионным центрам (далее NV-центры) в алмазе. Хотя данный эффект известен в науке давно (напр., А. Gruber, A. Drabenstedt, С. Tietz, L. Fleury, J. Wrachtrup, С. von Borczyskowski, Scanning Confocal Optical Microscopy and Magnetic Resonance on Single Defect Centers, Science 276 (1997), p. 2012), в качестве защитного признака он впервые был применен только в известной технологии.In the known technology, the quantum effect of Double Radio Optical Resonance (DROR) is used as a security feature, which of all solids is inherent only in negatively charged nitrogen-vacancy centers (hereinafter referred to as NV-centers) in diamond. Although this effect has been known in science for a long time (e.g. A. Gruber, A. Drabenstedt, C. Tietz, L. Fleury, J. Wrachtrup, C. von Borczyskowski, Scanning Confocal Optical Microscopy and Magnetic Resonance on Single Defect Centers, Science 276 (1997), p. 2012), as a security feature, it was first used only in a known technology.

Из уровня техники известна также защитная наклейка, раскрытая в заявке на изобретение US 2013026748 A1 31.01.2013, включающая в себя защитный слой, основную часть наклейки, включая верхний слой и адгезивный слой, и защитное устройство, прорезающее только верхний слой и останавливающееся на клеевом слое, для полного удаления тела наклейки с защитного слоя без разрывов. Устройство защиты включает в себя множество выемок на передней кромке, равномерно расположенных вдоль внешнего фланца верхнего слоя, и структуру линии отреза, сформированную на верхнем слое. После того, как тело наклейки полностью удалено с защитного слоя и нанесено для наклеивания на поверхность объекта, тело наклейки становится саморазрушающимся слоем благодаря устройству безопасности, которое разрывается на части в то время, когда тело наклейки удаляется с объекта для обеспечения возможности гарантии того, что тело наклейки нельзя будет полностью удалить с поверхности объекта.The prior art also knows a security sticker disclosed in the patent application US 2013026748 A1 01/31/2013, which includes a protective layer, the main part of the sticker, including the top layer and the adhesive layer, and a security device that cuts only the upper layer and stops on the adhesive layer , for complete removal of the sticker body from the protective layer without tearing. The security device includes a plurality of leading edge recesses evenly spaced along the outer flange of the topsheet and a cut line pattern formed on the topsheet. After the decal body is completely removed from the backing layer and applied to be adhered to the surface of the object, the decal body becomes a self-destructive layer thanks to a safety device that breaks apart as the decal body is removed from the object to ensure that the body stickers cannot be completely removed from the surface of the object.

Наиболее близким аналогом является наклейка, обеспечивающая признаки несанкционированного воздействия на него, содержащая (а) - пленку из эффективного при кратковременном прижатии клея или ленту, покрытую эффективным при кратковременном прижатии клеем, удаляемую без проявления когезионного разрушения с поверхности подложки путем растягивания пленки или ленты, и (b) - по меньшей мере один повреждаемый слой, проявляющий когезионное разрушение при попытке удаления изделия с поверхности подложки, причем попытка удалить изделие с поверхности подложки также приводит к разделению компонентов (а) и (b), a компонент (а) остается скрепленным с поверхностью подложки (Патент РФ №2218376, МПК G09F 3/02, Опубл. 10.1202003 г.).The closest analogue is a sticker that provides signs of unauthorized exposure to it, containing (a) a film of an effective short-term pressure glue or a tape coated with an effective short-term pressure glue, removable without showing cohesive destruction from the substrate surface by stretching the film or tape, and (b) - at least one damaged layer exhibiting cohesive failure when attempting to remove the article from the surface of the substrate, and the attempt to remove the article from the surface of the substrate also results in the separation of components (a) and (b), and component (a) remains attached to the surface of the substrate (RF Patent No. 2218376, IPC G09F 3/02, Publ. 10.1202003).

Однако вышеуказанные известные технические решения имеют низкую степень защиты изделий от подделок, поскольку способы защиты на всех защищаемых изделиях идентичны, т.е. имеют один и тот же неизменяемый защитный признак. Это существенно ограничивает область применения технологии, т.к. зачастую необходимо метить различными метками различные типы изделий, различные партии, например, выпущенные в разные периоды, и т.п. Также различные производители стремятся защищать свои изделия метками, отличающимися от применяемых другими производителями. Кроме того, злоумышленникам достаточно один раз раскрыть указанный способ и изготовить большое количество контрафактных защитных наклеек, чтобы затем наносить его на любую контрафактную продукцию, которую нельзя будет отличить от оригинальной.However, the above known technical solutions have a low degree of protection of products against counterfeiting, since the methods of protection on all protected products are identical, i.e. have the same unchangeable security feature. This significantly limits the scope of application of the technology, since it is often necessary to mark different types of products with different marks, different batches, for example, issued in different periods, etc. Also, various manufacturers tend to protect their products with tags that differ from those used by other manufacturers. In addition, it is enough for cybercriminals to reveal this method once and produce a large number of counterfeit security stickers in order to then apply it to any counterfeit product that cannot be distinguished from the original.

Техническая проблема заявленной полезной модели заключается в повышении надежности защитного элемента. The technical problem of the claimed utility model is to improve the reliability of the security element.

Технический результат заключается в повышении степени защиты от подделок благодаря созданию технически законченного устройства с различающимися защитными признаками в виде множества градаций величины расщепления спектров ДРОР и невозможности применения данного защитного элемента повторно.The technical result consists in increasing the degree of protection against counterfeiting due to the creation of a technically complete device with different security features in the form of a plurality of gradations of the splitting value of the DROR spectra and the impossibility of using this security element again.

Указанный технический результат достигается в защитном элементе с модифицированными радиационным воздействием для идентификации и определения подлинности изделия содержит деформируемую полимерную пленку, на внутреннюю поверхность которой нанесен клеевой слой для закрепления защитного элемента на изделии и эффективный при кратковременном прижатии, при этом при попытке удаления защитного элемента с поверхности изделия деформируемая полимерная пленка разрушается, а клеевой слой остается на поверхности изделия. Деформируемая полимерная пленка выполнена оптически прозрачной, а клеевой слой содержит микрокристаллы алмаза с активными NV-центрами с предварительно заданной, различающейся между собой, формой спектра двойного радиооптического резонанса.The specified technical result is achieved in a security element with modified radiation exposure to identify and determine the authenticity of the product contains a deformable polymer film, on the inner surface of which an adhesive layer is applied to fix the security element to the product and is effective when pressed for a short time, while trying to remove the security element from the surface the product, the deformable polymer film is destroyed, and the adhesive layer remains on the surface of the product. The deformable polymer film is made optically transparent, and the adhesive layer contains diamond microcrystals with active NV centers with a predetermined, different from each other, shape of the radio-optical double resonance spectrum.

На сегодня при создании защитных элементов широко используются различные люминофоры, обладающие более или менее характерными спектрами поглощения и флюоресценции в УФ, видимой и ИК областях спектра, которые и являются защитным признаком. Однако подобные метки являются морально устаревшими и, как правило, уже раскрыты производителями контрафактной продукции. Наличие люминофора на поверхности оригинального изделия легко обнаружить по его свечению, а его спектр легко повторить с помощью иных люминофоров, доступных на открытом рынке в огромном ассортименте. Защитный элемент (метка), созданный согласно предлагаемой технологии, не имеет интенсивной флюоресценции, а спектр этой флюоресценции не несет в себе защитного признака. Повторение этого спектра с помощью иных люминофоров не дает возможности подделать метку, т.к. защитным признаком в ней является эффект ДРОР - изменение флюоресценции при воздействии СВЧ поля строго определенной частоты.Today, when creating security elements, various phosphors are widely used, which have more or less characteristic absorption and fluorescence spectra in the UV, visible and IR regions of the spectrum, which are a protective feature. However, such tags are obsolete and, as a rule, have already been disclosed by counterfeit manufacturers. The presence of a phosphor on the surface of an original product is easy to detect by its glow, and its spectrum can be easily repeated using other phosphors available on the open market in a huge range. The security element (label) created according to the proposed technology does not have intense fluorescence, and the spectrum of this fluorescence does not carry a security feature. Repetition of this spectrum with the help of other luminophores does not make it possible to forge the mark, because a protective feature in it is the DROR effect - a change in fluorescence when exposed to a microwave field of a strictly defined frequency.

Активным веществом заявленной полезной модели, несущим защитный признак, являются микроскопические искусственные кристаллы алмаза, обработанные по специальной технологии. Предлагаемая технология использует в качестве защитного признака квантовый эффект Двойного Радиооптического Резонанса (ДРОР), который из всех твердых тел присущ только азотно-вакансионным центрам (NV-центрам) в алмазе. NV-центр - это дефект кристаллической решетки алмаза, представляющий собой вакансию (отсутствие атома углерода) в кристаллической решетке алмаза, связанную с атомом азота, находящимся рядом в позиции замещения. Эффект ДРОР обусловлен структурой энергетических уровней NV-центра и большим временем жизни спиновых подуровней. Эффект ДРОР проявляется следующим образом: при постоянном оптическом возбуждении NV-центра происходит поглощение возбуждающего излучения, устанавливается стационарное распределение населенностей его уровней и стационарная эмиссия собственного оптического излучения, а при одновременном возбуждении NV-центра СВЧ полем определенной частоты происходит изменение населенности уровней и изменение его. При этом предлагаемая технология использует эффект ДРОР, который может быть контролируемо изменен, что позволяет создавать метки с различающимися защитными признаками.The active substance of the claimed utility model, bearing a security feature, is microscopic artificial diamond crystals processed using a special technology. The proposed technology uses as a security feature the quantum effect of Double Radio Optical Resonance (DROR), which of all solids is inherent only in nitrogen vacancy centers (NV centers) in diamond. An NV center is a defect in the crystal lattice of diamond, which is a vacancy (absence of a carbon atom) in the crystal lattice of diamond, associated with a nitrogen atom located nearby in the substitution position. The DROR effect is due to the structure of the energy levels of the NV center and the long lifetime of the spin sublevels. The DROR effect manifests itself in the following way: under constant optical excitation of the NV center, the exciting radiation is absorbed, a stationary distribution of the populations of its levels and stationary emission of its own optical radiation are established, and when the NV center is simultaneously excited by a microwave field of a certain frequency, the level population changes and changes. At the same time, the proposed technology uses the DROR effect, which can be controlled in a controlled manner, which makes it possible to create tags with different security features.

Для производства алмазов с высокой концентрацией NV-центров применяют облучение исходного алмазного сырья пучком высокоэнергетичных частиц. Указанные частицы создают в кристалле вакансии (т.е. выбивают атомы углерода из узлов кристаллической решетки), из которых затем образуются NV-центры. При этом в кристаллической решетке накапливаются атомы углерода в междоузлиях, а также ряд иных радиационных дефектов. Данные дефекты кристаллической решетки приводят к ее деформации (например, известный эффект расширения материалов под действием радиации) и к возникновению внутренних механических напряжений. Таким образом, положения линий в спектре ДРОР NV-центров зависят от количества радиационно-индуцированных дефектов в кристалле, т.е. от флюенса (дозы), полученного кристаллом при облучении. Под «NV-центром» в контексте данного описания следует понимать отрицательно заряженный NV-центр.For the production of diamonds with a high concentration of NV centers, irradiation of the initial diamond raw material with a beam of high-energy particles is used. These particles create vacancies in the crystal (i.e. knock carbon atoms out of the crystal lattice sites), from which NV centers are then formed. In this case, carbon atoms in the interstices, as well as a number of other radiation defects, accumulate in the crystal lattice. These defects of the crystal lattice lead to its deformation (for example, the well-known effect of expansion of materials under the influence of radiation) and to the occurrence of internal mechanical stresses. Thus, the positions of the lines in the DROR spectrum of NV centers depend on the number of radiation-induced defects in the crystal, i.e. from the fluence (dose) received by the crystal during irradiation. An "NV center" in the context of this description should be understood as a negatively charged NV center.

Спектры ДРОР, экспериментально измеренные для разных образцов, приведены на Фиг. 1. Спектр (1) соответствует образцу, облученному электронным пучком с флюенсом 10¹⁶электронов/см², а (2) - 10¹⁸электронов/см². Таким образом, величина расщепления (3) зависит от количества радиационно-индуцированных дефектов в кристалле, т.е. от флюенса (дозы), полученного кристаллом при облучении. Соответствующая экспериментально полученная зависимость приведена на Фиг. 2.The DROR spectra measured experimentally for different samples are shown in FIG. 1. Spectrum (1) corresponds to a sample irradiated with an electron beam with a fluence of 10 ¹⁶ electrons / cm ² , and (2) - 10 ¹⁸ electrons / cm ² . Thus, the magnitude of splitting (3) depends on the number of radiation-induced defects in the crystal, i.e. from the fluence (dose) received by the crystal during irradiation. The corresponding experimentally obtained dependence is shown in FIG. 2.

Суть предлагаемого решения состоит в том, что варьируя флюенс при облучении алмазов, можно производить алмазы с множеством градаций величины расщепления спектров ДРОР. При внесении указанных алмазов в защитную метку каждая из указанных градаций может быть идентифицирована как отдельный защитный признак. The essence of the proposed solution is that by varying the fluence during irradiation of diamonds, diamonds with many gradations of the splitting of the DROR spectra can be produced. When these diamonds are added to the security mark, each of these gradations can be identified as a separate security feature.

Так как легкодостижимая точность при измерениях спектров ДРОР может составлять порядка 1 МГц, очевидно, что может быть получено порядка 14 градаций величины указанного расщепления, что дает, по меньшей мере, 14 различающихся защитных признаков.Since the easily achievable accuracy in measuring the DROR spectra can be of the order of 1 MHz, it is obvious that about 14 gradations of the specified splitting value can be obtained, which gives at least 14 different security features.

Кроме того, в составе одного защитного элемента может быть применено вещество алмазов, облученных с разными флюенсами. Каждая из этих составляющих дает свой вклад в измеряемый спектр, величина которого пропорциональна относительной концентрации данной составляющей. Это позволяет создавать различные комбинации и намного увеличить количество различающихся защитных признаков.In addition, the substance of diamonds irradiated with different fluences can be used in the composition of one security element. Each of these components contributes to the measured spectrum, the value of which is proportional to the relative concentration of this component. This allows you to create different combinations and greatly increase the number of different security features.

Предлагаемое решение позволяет создавать множество защитных меток с варьируемым защитным признаком.The proposed solution allows you to create a variety of security labels with a variable security feature.

Способ изготовления клеевого слоя с микрокристаллами алмаза включает в себя следующие этапы.A method of manufacturing an adhesive layer with diamond microcrystals includes the following steps.

1. Выбирают алмазы с высоким (~10²⁰см^-3) содержанием атомов азота в позиции замещения.1. Choose diamonds with a high (~ 10 ²⁰ cm ^-3 ) content of nitrogen atoms in the substitution position.

Обычно это синтетические технические алмазы, синтезированные методом выращивания при высоком давлении и высокой температуре (high-pressure, high-temperature, НРНТ или иным методом), которые имеют низкую цену и широко доступны на открытом рынке. Типичные размеры указанных алмазов составляют порядка 300 мкм.Typically, these are synthetic industrial diamonds synthesized by growing at high pressure and high temperature (high-pressure, high-temperature, HPHT or other method), which have a low price and are widely available on the open market. Typical sizes of these diamonds are in the order of 300 microns.

2. Создают вакансии в кристаллической решетке алмазов с помощью бомбардировки пучками частиц высокой энергии.2. Create vacancies in the crystal lattice of diamonds by bombardment with high energy particle beams.

Используется облучение электронными пучками с энергией от 1 до 50 МэВ, поскольку они могут обеспечить высокую однородность распределения вакансий по глубине (большая глубина проникновения). При этом доза (флюенс) может составлять значения от 10¹⁶см^-2до 10²⁰см^-2в зависимости от энергии электронов и требуемых конечных свойств алмазов. Если флюенс имеет значение меньше 10¹⁶см^-2, то создаваемая концентрация вакансий и, следовательно, NV-центров слишком мала для надежного детектирования. При флюенсах больше 10²⁰см^-2концентрация вакансий и, следовательно, NV-центров практически не увеличивается с ростом флюенса, и дальнейшее облучение становится экономически нерентабельным. Irradiation with electron beams with energies from 1 to 50 MeV is used, since they can provide a high uniformity of the distribution of vacancies over depth (large penetration depth). In this case, the dose (fluence) can range from 10 ¹⁶ cm ^-2 to 10 ²⁰ cm ^-2 , depending on the electron energy and the required final properties of the diamonds. If the fluence is less than 10 ¹⁶ cm ^-2 , then the created concentration of vacancies and, therefore, NV centers is too low for reliable detection. At fluences above 10 ²⁰ cm ^{-2, the} concentration of vacancies and, therefore, NV centers practically does not increase with increasing fluence, and further irradiation becomes economically unprofitable.

3. Осуществляют высокотемпературный отжиг в инертной атмосфере.3. Carry out high-temperature annealing in an inert atmosphere.

Отжиг производится при температуре предпочтительно от 700 до 1100°C в течение времени предпочтительно от 30 мин до 2 час в инертной атмосфере, что препятствует окислению поверхности алмазов. Annealing is carried out at a temperature of preferably from 700 to 1100 ° C for a time preferably from 30 minutes to 2 hours in an inert atmosphere, which prevents oxidation of the diamond surface.

4. Осуществляют помол кристаллического материала до получения порошка с размерами частиц от 10 нм до 10 мкм.4. Carry out the grinding of the crystalline material to obtain a powder with a particle size of 10 nm to 10 μm.

6. Осуществляют выходной контроль алмазного порошка по сигналу двойного радиооптического резонанса (ДРОР).6. The output control of the diamond powder is carried out by the signal of double radio-optical resonance (DROR).

Кристаллы алмаза (в виде порошка, суспензии) возбуждаются оптическим излучением лазера и, одновременно, СВЧ полем, частота которого изменяется во времени (сканирует, свипируется) от 2850 до 2890 МГц. В указанном диапазоне лежит спектр ДРОР, измененный радиационным воздействием. При этом за счет эффекта ДРОР флуоресценция алмазов уменьшается в те моменты времени, когда частота СВЧ поля оказывается совпадающей с частотой ДРОР. Таким образом, записывается спектр ДРОР и, при необходимости, производится выбраковка партии. Записанный спектр ДРОР сохраняют в качестве эталонного для данной партии и присваивают ему уникальный идентификационный номер.Diamond crystals (in the form of powder, suspension) are excited by optical laser radiation and, at the same time, by a microwave field, the frequency of which changes over time (scans, sweeps) from 2850 to 2890 MHz. In the specified range lies the DROR spectrum, modified by radiation exposure. In this case, due to the DROR effect, the fluorescence of diamonds decreases at those times when the frequency of the microwave field turns out to coincide with the DROR frequency. Thus, the DROR spectrum is recorded and, if necessary, the batch is rejected. The recorded DROR spectrum is saved as a reference for a given batch and assigned a unique identification number.

7. Полученные алмазы с NV-центрами вводятся затем в клей, который наносится на деформируемую полимерную пленку.7. The resulting diamonds with NV centers are then introduced into the glue, which is applied to a deformable polymer film.

В заявленной полезной модели применяются клеи, эффективные при кратковременном прижатии, например, акриловые, блок-сополимерные, резиновые, поли(альфа-олефиновые) клеи и клеи на основе кремнийорганических полимеров, которые обладают достаточно хорошей адгезией для обеспечения сцепления, являющегося при обычных условиях применения. Обычно предпочтительными являются акриловые клеи и клеи на основе кремнийорганических полимеров благодаря их характеристикам светопроницаемости (а в более предпочтительном варианте - прозрачности), из которых более предпочтительны акриловые клеи, эффективные при кратковременном прижатии.The claimed utility model employs adhesives that are effective on short-term pressure, for example, acrylic, block copolymer, rubber, poly (alpha-olefin) adhesives, and silicone polymer-based adhesives, which adhere well enough to provide adhesion under normal conditions of use. ... Generally, acrylic and silicone polymer adhesives are preferred due to their light transmittance (and more preferably transparency) characteristics, of which short term pressure sensitive acrylic adhesives are more preferred.

Слой(и) эффективного при кратковременном прижатии клея может содержать одну или несколько добавок, таких как повышающие клейкость полимера пластификаторы, антиоксиданты, наполнители.The pressure sensitive adhesive layer (s) may contain one or more additives such as polymer tackifiers, antioxidants, fillers.

Величина расщепления в спектре ДРОР полученных микроалмазов зависит от флюенса и является параметром, по которому дифференцируются типы данного защитного элемента. Для значений указанного расщепления устанавливаются диапазоны, при попадании в один из которых метка должна быть отнесена к данному типу. Например, если при детектировании величина расщепления попадает в диапазон от 4 до 5 МГц, то метку относят к первому типу, если от 5 до 6 - то ко второму, и т.д. Величины указанных непересекающихся диапазонов, а, следовательно, и полное число градаций зависят от погрешности измерения при детектировании, которая в свою очередь зависит от определяемых потребителем параметров, таких как концентрация активного вещества в метке, допустимое время детектирования каждой метки, возможность повторного детектирования, допустимая вероятность ошибки и т.п.The amount of splitting in the DROR spectrum of the obtained microdiamonds depends on the fluence and is a parameter by which the types of this security element are differentiated. For the values of the specified splitting, the ranges are set, if it falls into one of which the label must be assigned to this type. For example, if, during detection, the splitting value falls within the range from 4 to 5 MHz, then the tag is referred to the first type, if from 5 to 6, then to the second, etc. The values of the indicated non-overlapping ranges, and, consequently, the total number of gradations depend on the measurement error during detection, which in turn depends on the parameters determined by the consumer, such as the concentration of the active substance in the tag, the permissible detection time of each tag, the possibility of re-detection, the permissible probability errors, etc.

При применении в составе одного защитного элемента вещества алмазов, облученных с разными флюенсами, каждая из составляющих дает свой вклад в измеряемый спектр, величина которого пропорциональна относительной концентрации данной составляющей. В этом случае форма спектра ДРОР может быть более сложной, чем на Фиг. 1, и извлечь из него величины расщеплений для каждой составляющей может быть проблематично (хотя и возможно). В этом случае о принадлежности метки к определенному типу судят, например, по коэффициенту корреляции измеренного и эталонного спектра - чем выше значение коэффициента корреляции, тем больше вероятность, что метка принадлежит к данному типу.When diamonds irradiated with different fluences are used in the composition of one protective element, each of the components contributes to the measured spectrum, the value of which is proportional to the relative concentration of this component. In this case, the shape of the DROR spectrum may be more complex than in FIG. 1, and extracting from it the splitting values for each component can be problematic (although possible). In this case, the belonging of a tag to a certain type is judged, for example, by the correlation coefficient of the measured and reference spectrum - the higher the value of the correlation coefficient, the more likely it is that the tag belongs to this type.

Таким образом, формируется набор защитных элементов, содержащих уникальный номер. Для защиты изделия от подделки, идентификации любого изделия достаточно прикрепить защитный элемент с модифицированным радиационным воздействием на поверхность изделия.Thus, a set of security elements containing a unique number is formed. To protect the product from counterfeiting, identify any product, it is enough to attach a security element with modified radiation exposure to the surface of the product.

Выполнение защитного элемента с модифицированным радиационным воздействием, представляющим собой предварительно заданную, различающуюся между собой, форму спектра двойного радиооптического резонанса является надежной идентификационной меткой, защищающей изделие от подделки. При этом данный элемент прост в использовании и занимает минимальное количество времени при его нанесении на объект, поскольку представляет собой технически законченное устройство, содержащее необходимое количество активного вещества, не требующее дополнительных этапов нанесения и контроля правильности нанесения защитного элемента, при этом удаление защитного элемента с поверхности изделия приведет к его необратимым разрушениям. Несанкционированное отделение защитного элемента от изделия нецелесообразно, поскольку клеевой слой с микрочастицами алмазов с активными NV-центрами с предварительно заданной, различающейся между собой, формой спектра двойного радиооптического резонанса всеравно остается на изделии и будет пригоден для идентификации, что исключает повторное использование защитного элемента, например, в случае переклеивания его на контрафактное изделие.The implementation of the security element with a modified radiation exposure, which is a predetermined, different from each other, the shape of the spectrum of double radio-optical resonance is a reliable identification mark that protects the product from counterfeiting. At the same time, this element is easy to use and takes a minimum amount of time when it is applied to an object, since it is a technically complete device containing the required amount of active substance, which does not require additional stages of application and control of the correct application of the protective element, while removing the protective element from the surface products will lead to its irreversible destruction. Unauthorized separation of the security element from the product is impractical, since the glue layer with diamond microparticles with active NV centers with a predetermined, different shape of the radio optical double resonance spectrum still remains on the product and will be suitable for identification, which excludes the reuse of the security element, for example , in case of re-sticking it on a counterfeit product.

Таким образом, выполнение в защитном элементе деформируемого верхнего слоя и клеевого нижнего слоя с микрочастицами алмазов с активными NV-центрами в совокупности повышает надежность степени защиты от подделок.Thus, the implementation in the security element of a deformable upper layer and an adhesive lower layer with microparticles of diamonds with active NV centers together increases the reliability of the degree of protection against counterfeiting.

При детектировании указанных элементов с целью идентификации изделия, содержащего защитный элемент или определения подлинности изделия, осуществляют следующие действия.When detecting these elements in order to identify the product containing the security element or determine the authenticity of the product, the following actions are performed.

1. Защищаемое изделие помещают в зону контроля так, чтобы место, где должен располагаться защитный элемент, находилось в зоне воздействия излучения лазера.1. The protected product is placed in the control zone so that the place where the protective element should be located is in the zone of exposure to laser radiation.

2. Возбуждают метку постоянным оптическим излучением лазера с длиной волны 532 нм, мощностью 300 мВт, сфокусированным на поверхности метки в пятно диаметром 300 мкм.2. Excite the mark with constant optical laser radiation with a wavelength of 532 nm, a power of 300 mW, focused on the surface of the mark into a spot with a diameter of 300 µm.

3. Одновременно производят возбуждение СВЧ полем от источника мощностью 3 Вт, которое подводится с помощью короткозамкнутого полуволнового отрезка двухпроводной линии, помещенной на расстоянии 1 мм от метки. Частота указанного СВЧ поля изменяется (сканирует, свипируется) от 2850 до 2890 МГц за 1 сек в соответствии с сигналом от опорного генератора, который вырабатывает пилообразное напряжение с периодом 1 сек.3. Simultaneously, a microwave field is excited from a 3 W source, which is supplied using a short-circuited half-wave section of a two-wire line placed at a distance of 1 mm from the mark. The frequency of the specified microwave field changes (scans, sweeps) from 2850 to 2890 MHz in 1 sec in accordance with the signal from the reference generator, which generates a sawtooth voltage with a period of 1 sec.

4. Флюоресценцию вещества контролируют с помощью ФЭУ, снабженного оптическим фильтром, блокирующим излучение с длинами волн менее 600 нм. Таким образом, записывают спектр ДРОР метки.4. The fluorescence of the substance is monitored using a photomultiplier tube equipped with an optical filter that blocks radiation with wavelengths less than 600 nm. Thus, the spectrum of the DROR label is recorded.

5. Аналоговый электрический сигнал ФЭУ и опорный сигнал модуляции подают в блок анализа сигнала, состоящий из 2-канального АЦП, процессора, цифрового входа и выхода. В блоке анализа происходит оцифровка сигналов и проводится их обработка, при которой каждому значению напряжения опорного сигнала ставится в соответствие частота СВЧ поля - напряжению 0 В 2850 МГц, максимальному напряжению - 2890 МГц, а всем промежуточным значениям напряжения - значения частоты, рассчитанные по известной характеристике генератора СВЧ. Полученная в результате зависимость амплитуды флюоресценции от частоты СВЧ поля является спектром ДРОР метки (измеренный сигнал).5. The analog electrical signal of the PMT and the reference modulation signal are fed to the signal analysis unit, which consists of a 2-channel ADC, processor, digital input and output. In the analysis unit, the signals are digitized and processed, at which each value of the reference signal voltage is assigned the frequency of the microwave field - voltage 0 V 2850 MHz, the maximum voltage - 2890 MHz, and all intermediate voltage values - the frequency values calculated according to the known characteristic microwave generator. The resulting dependence of the fluorescence amplitude on the frequency of the microwave field is the DROR spectrum of the tag (measured signal).

6. Для снижения вероятности ошибки действия по указанным выше пунктам 2-5 повторяют некоторое количество раз, заданное пользователем (типично 3-10 раз). Полученные при этом сигналы накапливают и усредняют.6. To reduce the likelihood of error, steps 2-5 above are repeated a number of times specified by the user (typically 3-10 times). The signals obtained in this case are accumulated and averaged.

7. Полученный усредненный измеренный сигнал сравнивается по очереди с каждым из эталонных сигналов, хранящихся в цифровом виде в блоке хранения эталонных сигналов, представляющем собой энергонезависимую память. Процедура сравнения включает в себя расчет коэффициентов корреляции измеренного сигнала и эталонных сигналов.7. The obtained averaged measured signal is compared in turn with each of the reference signals stored in digital form in the reference signal storage unit, which is a non-volatile memory. The comparison procedure includes calculating the correlation coefficients of the measured signal and the reference signals.

8. Номер N эталонного сигнала, значение коэффициента корреляции с которым составляет более 0,5 и при этом превышает все остальные на 10% и более (т.е. спектры подобны с точностью до 10%), выводится на цифровой выход устройства номер N эталона. В случае если все коэффициенты корреляции оказались меньше 0,5 (т.е. не обнаружено совпадений ни с одним эталоном), выводится значение «ноль», соответствующее фальшивой метке. В случае если обнаружены совпадения более чем с одним эталоном, выводится код ошибки.8. The number N of the reference signal, the value of the correlation coefficient with which is more than 0.5 and at the same time exceeds all the others by 10% or more (i.e. the spectra are similar with an accuracy of 10%), is output to the digital output of the device, the number N ... If all the correlation coefficients turned out to be less than 0.5 (that is, no matches were found with any standard), the value "zero" is displayed, corresponding to the fake tag. If matches are found with more than one reference, an error code is displayed.

По данным с выхода блока анализа судят о подлинности метки, о типе, к которому она принадлежит, либо о необходимости проведения повторного детектирования.According to the data from the output of the analysis unit, it is judged about the authenticity of the tag, the type to which it belongs, or the need for repeated detection.

Заявленная полезная модель позволяет создавать защитные элементы с варьируемым защитным признаком, что позволит создать много различных вариантов меток, имеющих отличающиеся защитные признаки, а также осуществлять детектирование указанных элементов с возможностью их различения по отличающимся защитным признакам.The claimed utility model makes it possible to create security elements with a variable security feature, which will make it possible to create many different variants of tags having different security features, as well as to detect these elements with the possibility of distinguishing them by different security features.

Claims

A security element with nanodiamonds enriched with nitrogen-vacancy centers, modified by radiation exposure to identify and determine the authenticity of the product, containing a deformable polymer film, on the inner surface of which an adhesive layer is applied to fix the security element on the product and which is effective when pressed for a short time, while trying removal of the protective element from the surface of the product, the deformable polymer film undergoes irreversible destruction, and the adhesive layer remains on the surface of the product, characterized in that the deformable polymer film is made optically transparent, and the adhesive layer contains diamond microcrystals with active NV centers preset by radiation exposure, differing from each other, the shape of the spectrum of double radio-optical resonance.