BG100358A

BG100358A - Метод за маркиране на материално тяло

Info

Publication number: BG100358A
Application number: BG100358A
Authority: BG
Inventors: Allan Cameron; Mary Stockdale; Robert CLEMENT; Neville Ledger; Christopher Jeffree
Original assignee: United Distillers Plc
Priority date: 1993-08-19
Filing date: 1996-02-15
Publication date: 1996-10-31
Also published as: RO119997B1; NO960635L; NO960635D0; CA2168974A1; WO1995005286A1; GR3030045T3; AU684535B2; JP3502636B2; CA2168974C; JPH09501877A; HUT75798A; BG62603B1; PL313076A1; ES2130441T3; SK21796A3; EP0714353B1; DE69418048D1; EP0714353A1; GB2281129B; HU9600308D0

Abstract

Изобретението се отнася до метод за нанасяне на подповърхностен знак върху тяло (14), като към повърхността му се насочва лазерен лъч (12), за който материалът на тялото (14) по същество е непрозрачен. Енергията на лъча (12), абсорбирана от материала, е достатъчна за създаване на локални напреженияв тялото (14) на място, разположено под повърхността без доловими промени върху нея. Създадените локални напрежения обикновено са невидими за невъоръжено око, но могат да станат видими при поляризирана светлина.

Description

Настоящото изобретение се отнася до метод за нанасяне на подповърхностен знак, който е невидим за невъоръжено око, но става видим при поляризирана светлина.

Много продукти се пакетират в контейнери от стъкло или пластмаса и от дълго време се търси начин за създаване на метод за маркиране на контейнери от този вид, но без резултат. Ясно е, че такъв метод за маркиране би имал широка област на приложение, особено при конкурентна търговия.

С В Миналото, с цел създаване на незаличими знаци, производителите са разчитали почти изключително на повърхностно маркиране. Обаче проблемът при този вид знаци е, че те могат или да бъдат разрушавани чрез придвижване на тази част от повърхността, върху която са нанесени или да се имитираш чрез използуване на идентични знаци върху заместващ контейнер.

U цел преодоляване на тези проблеми заявителят усъвършенствува метод и устройство за нанасяне върху тяло на подповърхностен знак, които са описани в международна патентна публикация №W0 92/03297. при описания там метод се извършва насочване към повърхността на тялото на лъч с висока плътност на енергия, за който лъч материалът на тялото е прозрачен, фокусиране на лъча

-2върху място, разположено на разстояние под повърхността на тялото така, че да се предизвика локална йонизация на материала и създаде знак във форма на област с увеличена непрозрачност за електромагнитно излъчване без доловими промени върху повърхността. Подобно нанасяне има предимството, че полученият знак е ед новременно труден за имитиране и почти е невъзможно да бъде преместен.

С цел да се осигури метод за маркиране, имащ допълнителни предимства, може де се предпочете нанесеният знак да бъде невидим за невъоръжено око. По този начин възможното фалшифи* циране ще бъде затруднено не само чрез проблеми,свързани с имитирането или преместването на знака, но и с такива по отношение откриване знака на първо място.

Патент VS№3657085 описва метод за нанасяне на подповърхностни знаци, използуващ електронен лъч, но също и споменава . възможността за използуване на лазерен лъч като алтернатива. Обект на този патент е метод за маркиране на детайли, такива като лещи за очила, е идентифициращи знаци, които обикновено са невидими,, но стават видими при желание. Накрая електронният или лазерният лъч е насочен кЖ маска , разположена върху лещите за очила така, че част от лъча преминава през прорезите на маската , бомбандирайки материала на лещите. Лъчът се разсейва при сблъскване с молекулите на материала и маркира лещите , в резултат на абсорбиране на кинетичната енергия на лъча като топлинно създадени постоянни следи от напрежения в лещите. Тези следи от напрежения са невидими за невъоръжено око, но стават видими при двойна рефракция в поляризирана светлина.

при разглеждане възможното използуване на лазелен лъч патент £$№3,657,085 посочва също така и маркиране на изцяло оцветени материали, т.е. материали, имащи хромофор навсякъде

-3в обема си и не само такива със слой оцветена повърхност. Хромофорът е този, който абсорбира лазерното излйчване и извършвайки това създава последователно локално загряване, което е причина за образуване на следи от постоянни напрежения в материала. Тъй като нанесеният знак е разположен на разстояние под повърхността на материала, последният може да бъде поне частично прозрачен за лазерното излъчване . Това дава възможност лазерното излъчване да проникне в материала на исканата дълбочина.

Обратно, съгласно първия аспект на настоящото изобретен ние, създаденият метод осигурява нанасяне на подповърхностен знак върху тяло чрез насочване кш повърхността на тялото на лазерен лъч, спрямо който материалът на тялото е съществено Непрозрачен, като енергията на лъча се абсорбира ет повърхността на материала, при което последователно Ge създават локални напрежения в тялото на място,_; разположено на разстояние под повърхността без доловими промени върху споменатата повърхност, като така създадените локални напрежения са обикновено невидими С с невъоръжено око, но стават видими при поляризирана светлина.

Предимство е,, че лазерният лъч може да бъде концентриран така, че да оформи светлинно петно върху място от повърхността на тялото, като петното е подвижно по отношение на тялото за маркиране, което дава възможност на знака, създаден от локалните напрежения, да има предварително определена форма. За предпочитане е петното да може да бъде движено спрямо тялото за маркиране по такъв начин, че да създаде надлъжна област от локални напрежения така, че когато те станат видими при поляризирана светлина да представляват линия. Алтернативно, петното може да бъде движено спрямо тялото за маркиране по такъв начин, че да създаде серия от разположени на разстояние области от локацни напрежения

-4така, че когато те станат видими при поляризирана светлина да представляват серия от точки, ь частност, серията от разположел ни на разстояние области от локални напрежения може да бъде образувана чрез преместване на петното с постоянна скорост отностно тялото за маркиране и периодична промяна на спецефичната мощност на лъча. Алтернативна, серията от разположени на разстояние области от локални напрежения може да бъде образувана чрез поддържане специфичната мощност на лъча съществено константна и чрез промяна ва времето, за което петното ; ? г. осветява поС следователно места от повърхността. Накрая петното може да бъде премествано относно тялото за маркиране със скорост, която се променя периодично между нула и 3^, докато средната скорост се поддържа в границите между 2 до ЗгидУ. За предпочитане е, енергията на лъча, абсорбирана от последователните места върху повърхността,, да може шшйгода се променя от едно място до следващото. Предимство е ,_; че лазерното излъчване може да има специфична мощност п(Й?оляма от 10 Wc .

Предимство ..е, че знакът, създаден от локалните напрежеи ф ния, съдържа един или повече номера, букви или символи, или комбинация от тях.

Изгодно е, че лазерното излъчване може да осветява маска, разположена пред тялото за маркиране, като маската има един или повече процепа, които дават възможност знакът, създаден от локалните напрежения, да има предварително определена форма.

Предимство е, че лазерното излъчване може да бъде генерирано от COg лазер.

За предпочитане е тялото да бъде прозрачно за електромаг·* нитно излъчване с дължина на вълната във видимата област. Алтернативно, тялото може да бъде непрозрачно за електромагнитно' излъчване с дължина на вълната във видимата област така, че ло

-5калните напрежения да могат да се видят само чрез оптически инструменти, работещи с подходяща дължина на вълната от електромагнитния спектър.

Съгласно втори аспект на настоящото изобретение е създадено тяло,, имащо област с локални напрежения в място, разположено на разстояние под повърхността на тялото и без доловими про мени върху споменатата повърхност, като локалните напрежения са изтеглени извън ръба на лещоподобния знак със съществено изпъкнало напречно сечение.

За предпочитане е тялото да може да бъде прозрачна за електромагнитно излъчване с дължина на вълната във видимата област. По специално тялото може да бъде от стъкло или пластмаса. Алтернативно тялото може да е непрозрачно за електромагнитно излъчване с дължина на вълната във видимата област така, че локалните напрежения да са видими само чрез оптически инструменти, работещи на подходяща дължина на вълната на електромагнитния спектър.

Изгодно е знакът, създаден чрез локални напрежения,да може да представлява една или повече цифри, букви или символи, или комбинация от тях.

Различни изпълнения на настоящото изобретение са описани чрез примери и обяснения към фигурите, при което :

Фигура 1 представлява схема на устройството, илюстриращо описвания метод;

Фигура 2 представлява електрическа схема на захранване на устройството, показано на фигура 1;

Фигура 3 представлява схема, илюстрираща начина, по който лазерният лъч въздействува върху материала на тялото;

Фигура 4 е диаграма на специфичната лазерна мощност, способна да създаде серия от знаци в точковоматричен формат;

Фигура 5 представлява подповърхностен знак, изработен по

-6метода, съгласно изобретението;,

Фигура 6 представлява схема на устройство, използувано за наблюдаване на знаци,, изработени чрез метгода съгласно изобретението.

Устройството,, работещо съгласно изобретения метод, е показано на фигура 1. Както може да се види, то съдържа източник 10 на лазерен лъч 12, насочен така, че да въздействува на материално тяло 14, показано в настоящия случай под формата на бутилка. Тъй като в крайна сметка подповърхностния знак е предназначен обикновено да бъде невидим с невъоръжено око, но е възможно да стане видим при поляризирана светлина, бутилката, е от материал като стъкло или пластмаса, които са прозрачни за електромагнитно излъчване във видимата област на електромагнитния спектър. Освен това, източникът 10 е избран по такъв начин, че материалът на бутилката 14 е съществено непрозрачен за лазерния лъч 12, създаден от източника.

При едно частно изпълнение на устройството, показано на фигура 1, източникът 10 е изпълнен като QF газов лазер на въглероден диоксит / С0^ / с непрекъснато излъчване, които излъчва лазерен лъч с дължина на вълната Ю.б^тпи който следователно е невидим за невъоръжено око. Излъченият от COg лазер ла зерен лъч 12 попада върху първата отражателна повърхност 16 и от там ее насочва през разширител 18 и смесител 20 към втора отра жателна повърхност 22. Втори източник 24 на лазерно излъчване, изпълнен като ие-Ме /хелий-неон/ лазер е малка мощност е разположен до COg лазер 10 и излъчва втори лъч 26 от видимо лазерно излъчване с дължина на върната от 632.9ит.. Вторият лъч 26 преминава през смесителя 20, от където е насочен към втората отражателна повърхност 22 така, че да съвпада с лазерния лъч 12, създаден от COg лазер 10. По такъв начин смесителят 20 трябва да^има

-7такива свойства, че да е в състояние да предаде електромагнитно излъчване с дължина на вълната от 10.6jum, както и отразеното електромагнитно излъчване с дължина на вълната 632.9 η п. По този начин по своята траектория лазерният лъч 26 се преобразува в комбиниран COg/ He-Ne лъч 12, 26 с видима компонента , която улеснява оптическото регулиране.

Веднъж комбинирани, двата съвпадащи лъча 12 , 26 са отразени от втората отразяваща повърхност 22 към трета отразяваща повърхност 28 и от нея към четвърта отразяваща повърхност 30. От четвъртата отразяваща повърхност 30 комбинираният лъч 12,26 преминава вече през силовата устройство 32 и най- накрая е насочен така, че да пресече траекторията на движение на бутилката

14. С цел улеснено маркиране на различни височини от основата на бутилката 14, третата и четвъртата отразяващи повърхности 28 и 30 са монтирани заедно със силовото устройство 32, като тяхното вертикално положение се регулира чрез задействуване на стъпков двигател 34 /не показан /.

Вътре Βϊ скловото устройство 32 комбинираният COg/He-Ne лъч 12, 26 последователно се отразява от две подвижни огледала 36 и 38. Първото от тях 36 е разположено наклонено спрямо комбинирания лъч 12, 26, който се отразява от четвъртата отразяваща повърхност 30 и попада върху него. Това огледало е подвижно и принуждава отразения^от него комбиниран лъч да се движи във вертикална равнина. Второто от двете огледала 38 е пб подобен начин също наклонено и лъчът 12, 26 попада върху него след отражение от първото огледало 36. Второто огледало 38 свщо е подвижно и отразява лъча, движейки го в хоризонтална равнина. Следователно, устройството може да бъде програмирано така_г че излизащият от него лъч 12, 26 да се движи в коя да е искана посока чрез едновременно задвижване на първото и второто огледала 36 и 38.

-8За улеснение на това задвижване двете огледала 36 и 38 са монтирани съответно върху първи и втори галванометри 40 и 42. трябва да се знае, че може да се използуват различни подходящи средства за контрол на движението на двете огледала 36 и 38. Подходът, комбинирано да се регулира скоростта, е свързан с облекчение при контрола и осигурява значителни предимства пред

алтернативните средства за контрол.

Излизащият от силовото устройство 32 комбиниран лъч 12, 26 е концентриран чрез група лещи 44, която може да е изпълнена от една или повече лещи. Първата леща 46 е способна да насочи лъча 12, 26 към фокус, разположен върху избрано място от повърхността на бутилката 14, Както добре е известно, максималната специфична мощност на лъча 12, 26 е обратно пропорционална на квадрата на радиуса на лъча 12, 26 във фокуса, който по-нататък е обратно пропорционален на радиуса на лъча 12, 26, който се разпространява от фокусиращата леща 46. Но такъв начин, лъчът 12, 26 на електромагнитно излъчване с дължина на вълната И и радиус R,_s който се разпространява от леща с фокусно разстояние /, има специфична мощност Е във фокуса , определена с първо приближение от формулата: ₉ където P е мощността , излъчвана от лазера, О^ази формула ценността и предназначението на разширителя 18 се определят от улесненото действие, тъй като увеличението на R на лъча служи за увеличаване на специфичната мощност Е във фокуса . В допълнение, лещата 46 е обикновенно с малко фокусно разстояние в обхвата между 70 mm и 80 мт?, така че специфична мощност над 6 KVV/cm^ може да бъде постигната лесно във фокуса на лъча 12,

Втората леща 48 може да бъде разположена последователно

26.

-9на фокусиращата леща 46 с цел да компенсира изкривявания по пбвърхността на бутилката 14. Очевидно е, че подобна корегираща леща не е необходима, ако тялото за маркиране 14 има пре димно плоска повърхност по отношение на въздействуващия лъч и и няма необходимост от такава леща, ако първата леща 46 има про-

менливо фокусно разстояние и представлява, например, леща с променлив обектив. Въпреки това се забелязва, че използуването на един или повече оптични елементи е особено прост и елегантен начин за осигуряване лъчът 12, 26 да бъде фокусиран върху повърхността на тялото 14, независимо от наличието на изкривявания там.

В интерес на сигурността , двата лазера 10 и 24 и съответните техни изходящи лъчи 12 и 26 са поставени в предпазен шкаф 52, както е наказано на фиг.2. Комбинираният лъч 12, 26 излиза: от предпазния шкаф 52 само след преминаване през групата лещи 44. достъпът до двата лазера 10 и 24 и техните различни оптически елементи , разположени на траекторията ОЬответно на лъчите 12, 26, се осигурява от вратата на шкафа 54, която е снабдена с блокиращо устройство 56, което предпазва от действието на COg лазер 10 и He-Ne лазер 24, когато вратата 54 е отворена.

Еднофазно електрическо захранващо устройство,, работещо на 240 V„ захранва през блокиращото устройство 56 за вратата на шкафа 52 разпределително устройство 58, разположено изолирано под шкафа за обезопасяване 52, за да предпазва от различни електрически ефекти, свързани с работата на лазерите 10 и 24. От разпределителното устройство 58 електрическо захранване се подава към С0₂ лазера 10 и He-Ne лазер 24, също и към охлаждащите устройства 60 на COg лазер 10. Подадено е и захранване на стъпковия двигател 34 и компютъра 62. три преобразувателя на променли во в постоянно напрежение и свързаните към тях напреженови регу латори & постоянно напрежения осигуряват постоянно захранване

-10с 12 V, -10V и -28 V, като са включени съответно към Не-КЕе лазер и помпите му, а също и към силовото устройство, като поспециално, източникът на -^28 V напрежение се използува за захранване на първия и втория галванометри 40 и 42, а източникът на 10 V напрежение за захранване на галванометрите при създаване на предварително определено завъртане на първото и второто огледала 36 и 38. β действителност чрез използуване на различни програми в компютъра 62 за регулиране на * 10 V източник на напрежение е възможно осъществяване на различно завъртане на огледата 36 и 38.

На практика лазерният лъч, излъчван от COg лазер е причина бутилката 14 да бъде маркирана в областта на светлинното петно върху повърхността й. Нетното може да се сканира по повърхността на бутилката като резултат от движението на едното или на двете огледала 36 и 38 с помощта на галванометрите.

Известно е, че стъклото и някои други материали,, които са прозрачни за електромагнитно излъчване във видимата област на електромагнитния спектър, са непрозрачни за електромагнитно излъчване, имащо дължина на вълната 10.6р™ и ч,е COg лазер създава лазерно излъчване с. точно такава дължина на вълнана. Заявителят е установил,, че е възможно върху прозрачно тяло, например от стъкло, да се нанесе подповърхностен знак чрез използуване на COg лазер.

За да се разбере методът за маркиране,важно е да се запомни, че абеорбирането на лазерния лъч от материала е прогресивен или статистически процес и че енергията на лъча е абсорбирана винаги в '* обема на въздействие _с лъча /ОВЛ/, който има ограничени размери. В този контекстобемът за взаимодействие <з лъча може да се определи като обем, в който една произволно голяма част, примирно 95т>, от енергията на лъча е абсорбирана . За елек-11тромагнитно излъчване във видимата област на електромагнитния спектър и за тяло от стъкло, което е прозрачно за тези дължини на вълните ОВЛ може да бъде много голям^вв сравнение с размерите на самото тяло. Напротив,електромагнитно излъчване , имащо дължина на вълната от Ю.бцт опитите показват,че същото тяло от стъкло има ОВЛ с дълбочина в посока на разпространение на лъча между 8.0jUm и 16jum при лъч със специфична мощност от 6 до 10 kW /сл^. но този начин, докато за голям брой практически цели лазерният лъч 12 може да бъде смятан като абсорбиран от С “повърхността “ на тялото за маркиране 14, факт е, че размери от 8.0в действителност са забележими само чрез използуване на електронен микроскоп така, че е необходимо по-подробно обясг нение какво се разбира под термина непрозрачен. Така за сигурност в настоящия случай под термина непрозрачност, когато се използува за описване на материала за маркиране, се разбира материал способен да абсорбира 95% от енергията на въздействуващия лазерен лъч на разстояние по-малко от това на което подповърхностнит знак е разположен под повърхността·

С Въпреки че 957° от енергията на лазерния лъч се абсорбира в ОВЛ, въздействието на лъча върху тялото за маркиране не се ограничава до тази повърхностна област. Например загряването предизвикано от лъча може да бъде усетено в областта извън ОВЛ, тъй като стъклото има значителен коефициент на топлинна проводимост.

11о същия начин следи, получени в резултат на напрежение, могат също да се разпрострат извън областта на стъклото, върху която директно въздействува лазерният лъч. процесът е подобен на разпространение на следите от напрежение в стъкло на прозорец след края на пукнатина в него. Следователно по принцип, физическите последствия от облъчването могат да бъдат наблюдавани на място отдалечено от ОВЛ .

-12·

Пази ситуация е обобщена на фигура 3,на която е показано тяло с ОВЛ, в чиито обем голяма част от енергията на въздействуващия лазерен лъч е загубена в материала. Около ОВЛ е зоната на на топлинна проводимост /ЗТП/, чиито граници, подобно на тези на ОВЛ, могат отново да бъдат определени като значително ограничени. Извън зоната на топлинна проводимост сладва зоната на напрежение, в която напрежението е в резултат от промени поради предаване на топлината във физическите граници на материала в ОВЛ и в ЗТП или в част от ЗТП. Промяната на стойността на С тези напрежения като функция от радиалното разстояние до мястото на въздействие на лъча е показано чрез кривата 66, чийто максимум 68, както можа де се види, е на малко разстояние от гражците на ОВЛ и ЗТП .

Установено е,, че използуването на COg лазер,, имащ специфична мощност между 6 kW/cm и 10 kW /с е възможно да създаде знак в тяло от стъкло на дълбочина между 40jum и 50jum извън това, към което лазерното облъчване прониква . Възможните видове взаимодействие между лазерното излъчване и матеСриала на тялото могат да се категоризират в три насоки в зависимост от стойността на специфичната мощност на използуваното лазерно излъчване. В порядъка на увеличаване на спецификата мощност тези насоки са както следва:

1. Фотохимическо взаимодействие, съдържащо фотоиндикация и фотоактивация;,.

2. Термично взаимодействие, при което падащото излъчване се абсорбира като топлина;

3. йонизационно взаимодействие, което включва нетермично фоторазлагане на лъчисли материали.

Различието между нивата на тези три взаимодействия се демонстрира при сравнение на типичната специфична мощност от

-1310 W/cm% известна да предизвика фотохимично взаимодействие със специфична мощност от 10¹² V/ στη ² типична за йонизационно взаимодействие като фотоспособност и фотопрвкъсване.

Този знак, който в напречно сечение има форма на изпъкнала леща, обикновено е с дълбочина /т.е. размер в посока на лъча/ от ΙΟ.δρΥΛ и диаметър от 125^ип? и се очаква да бъде създаден като резултат от топлинното въздействие в стъклото.

Забелязано е, че лещоподобен знак, който е невидим за невъоръжено око, но който .е видим при използуване на сложен микроО скоп под две облъчвания със светлина и при използуване на наблюдение чрез кръстосани поляризиращи филтри, има ясно определение отдолу ръбове. Подобно наблюдение довежда до предположението, че този знак представлява граница между тези атоми в стъклото, които извличат достатъчно енергия от въздействуващия лъч^за да променят връзките, с които те са свързани със съседните им, които не правят това, както може би се очаква от подобен модел,областта , в която се разпростира напрежението излиза извън долните ръбове на лещоподобния знак и навлиза в тялото на стъклото. Тази област, в която се разпростира напрежението и която може да има размери в посока на лъча до 60, е също невидима с невъоръжено око, но може да стане видима при поляризирана светлина.

Установено е, е че лещоподобният знак и свързаната с него област, в която се разпространява напрежението, могат да бъдат създадени при използуването на COg лазерен лъч, имащ плътност на енергията в тясно определени граници. Ако абсорбираната от стъклото енергия е твърде малка, тогава се установява, че наблюдаваната област под напрежение се поражда от недостатъчен топлинен градиент. Обратно , ако твърде много енергия е абсорбирана, повърхността на стъклото може да се стопи или дори да се счупи по линията на максималното напрежение и да се разпръсне. Но

-14добно счупване на стъклото, познато катоизбухване , не само освобождава стъклото от напрежението натрупано в него, нфъщо е причина знакът едновременно да стане видим с невъоръжено око и да може да се открива чрез анализатори на повърхността.

при описаното изпълнение лазерният лъч 12 се сканира по повърхността на бутилката 14 със средна скорост от 2 до Зт/,9. и създава следи,, които могат да бъдат използувани за изписване на буквени и цифрови знаци. Въпреки това, за предпочитане е когато задвижването е с постоянна скорост от единия до другия С Щ)ай на правата линия при праволинейно сканиране, като лъчът е сканиран последователно е постененно нарастващи стъпки, които служат да създадат и оформят така произведените знаци. В резултат скоростта на лъча се променя по начин , който е приблизително синусоидален между нула, когато лъчът е в някои край на една от тези постепенно нарастващи стъпки и е в покой, и приблизително 3m/i9 в точка по средата между тези два края. Следователно, дори когато специфичната мощност на лъча се запазва постоянна, различни точки от повърхността на бутилката са експо©нирани с различна енергия на лъча.

енергия

Установено е, че специфичната^необходима за създаването на гореспоменатите знаци има стойности разположени в област „ с тесни граници, като лещоподобните знаци и свързаните с тях области на напрежение се нaбл¾aвaτ само в тези точки,в които лъчът е действително в покой. Резултатът от това е, че при поляризирана светлина областите под напрежение, създадени при сканирането на лазерния лъч по повърхността на бутилката 14 се забелязват като серия от точки. Така чрез контролиране движението на галванометричните огледала 36 и 38 е възможно да се сканира лазерния лъч по повърхността на бутилката 14 и по такъв начин да се изпише” желания символ върху бутилката с точковсматри

-15чен ф ормат.

При едно алтернативно изпълнение същият точкоматричен формат може да бъде получен чрез сканиране на лъч по повърхността на бутилка с постоянна скорост като периодично се променя неговата специфична мощност между две стойността, по-голяма и по-малка от прага за създаване на лещоподобните знаци и свързаните с тях области на напрежение. Този начин на промяна на специфичната мощност може например да бъде получен чрез наслагване на синусоидални пулсации 70 върху правоъгълен импулс на лазерно излъчване , както е показано схематично на фигура 4. Ако се приеме, че прагът за създаване на гореспоменатия знак е стойността на мощността„ представена чрез пунктирната линия 74, може да се очаква да се забележат точковидни области на напрежение в стъклото, поставени на интервали една от друга на разстояние, отговарящо на сканиране с лазерен лъч, имащ максимуми 76 върху профила 78 на специфичната мощност.

При двете гореспомената изпълнения се смята, че постепенното увеличаване на абсорбираната мощност дава ограничени възможности за самозакаляване на стъклото в точки близо до тези, в които знакът е реално създаден. Това ще бъде различно при изпълнението, при което лъчът е пулсиращ и се създава серия от знаци, поставени на места на значително разстоянифдно от друго. Самозакаляващо се вещество при гореспоменатите изпълнения въздава маркирано тяло, чиято здравина не е изложена на риск от маркиращия процес.

Следите от последователни точки, създадени чрез описания метод, водят също до локално разместване в ориентацията на областите с напрежение в стъклото, а така снцо и в равнината на поляризация на светлината, принудена да мине през тях. това улеснява откриването на знаците, тъй като поражда следи от вида

-16кръстат бод, както подобен пример е показан на фиг. 5.

При следващо изпълнение, освен за създаване на следи от точки, описаното устройство може да бъде използувано за създаване на знаци, съставени от една или повече непрекъснати линии, за това краят на лазерния лъ^/гоже да бъде сканиран по повърхността на тялото за маркиране с постоянна скорост, докато в същото времфпецифичната мощност се поддържа постоянна точно на прага за създаване на лещоподобни знаци и свързаните с тях следи от напрежение.

Освен за сканиране на лазерния лъч по повърхността на маркираното тяло 14, при вече друго изпълнение,лъчът може да бъде използуван за осветяване на маска. Чрез поставяне на маска срещу тялото за маркиране и снабдяване на маската с един или повече процепи, избрани части от въздействащият лъч могат да облъчат тялото и да създадат знак с предварително определена форма.

С цел да се наблвдават знаците, създадени в съответствие е кое да е от горните изпълнения', тялото за маркиране може да се разположи между двойка напречни линейни поляризатори и освети с мощен колимиран светлинен лъч. В резултат областите под напрежение стават видими като светли области на тъмен фон.

Пример за използуване на устройство за наблюдаване на знаци, получени съгласно някои от гореспоменатите изпълнения, е показан на фигура 6, и съдържа кутия 100, подобна на тези изполувани като основа за въздушни прожектори, в която има разположена Лампа 102. Кутията е предвидена с горна работна повърхност от стъкло 104, като между тази повърхност и лампата 102 е поставена леща на Фреснел 106, способна да създаде базова колимация на основния лъч. Кръстосани линейни поляризиращи филтри 108 са вмъкнати между работната повърхност 104 и лещата на Фр4снел 106. За да ое поддържа безопасна работна температура в устройс

-17твото, кутията 100 е снабдена с вентилатор 110 от вида използуван при. комп^ютърни системи, както и е отварящи се жалуви 112 за преминаване на въздуха.Може да се използува регулируем превключвател за контролиране интензитета на лампата 102.

За да се наблюдават областите под напрежение в маркираното тяло 14, то се поставя върху работната повърхнина 104 и се

Claims

11АТЕНТНИ ПРЕТЕНЦИИ

1. Метод за нанасяне върху тяло на подповърхностни знаци, при който се осъществява насочване към повърхността на тялото /14/ на лазерен лъч /12/, по отношение на който материалът на тялото /14/ е съществено непрозрачен, абсорбиране енергията на лъча /12/от повърхността на тялото /14/, като тази енергия е достатъчна за предизвикване на локални напрежения в тялото /14/ на място, разположено на разстояние под споменатата повърхност без доловими промени върху тази повърхност, като така създадените локални напрежения са обикновено невидами за невъоръжено око, но стават видими при поляризирана светлина.

2. Метод, съгласно претенция 1, при който знакът, създаот локалните напрежения, съдържа една или повече цифри, букви или символи, или комбинация от тях.

3. Метод, съгласно претенции 1 или 2, при който лазерният лъч /12/ е концентриран така, че да образува светлинно петно върху място от повърхността на тялото /14/, като петното може да е подвижно относно тялото /14/ за маркиране, при което знакът, създаден от локалните напрежения има предварително определена форма.

4. метод, съгласно претенция 3, при който петното може да бъде движено спрямо тялото /14/ по такъв начин, че да се създаде надлъжна област от локални напрежения така, че когато те станат видими под поляризирана светлина да представляват линия.

5. метод, съгласно претенция 3, при]който петното може да бъде движено спрямо тялото за маркиране /14/ по такъв начин, че да се създаде серия от разположени на разстояние области от от локални напрежения така, че когато те станат видими при поляризирана светлина да представляват серия от точки.

6. Метод, съгласно претенция 3, при който серията от разположени на разстояние отделни области от локални напрежения могат да бъдат образувани при преместване на петното с постоянна скорост спрямо тялото за маркиране /14/ и при периодична промяна на специфичната мощност на лъча /12/ .

7. Метод, съгласно претенция 5, при който серия от разположени на разстояние отделни области от локални напрежения могат да бъдат образувани чрез поддържане на съществено постоянна специфична мощност на лъча /12/ и чрез промяна времето, за което светлинното петно осветява последователно места от повърхността.

8.Метод,, съгласно претенция 7, при който светлинното пе/14/ тно може да бъде движено спрямо тялото за маркиране /със скорост променяща се периодично между нула и ,

9. Метод, съгласно претенция 8, при който светлинното петно може да бъде движено спрямо тялото за маркиране /14/ със средна скорост в границите от 2 до Згм/£ .

10. Метод, съгласно претенции от 5 до 9, при който енергията на лъча /12/, абсорбирана от последователните места върху повърхността плавно се променя от едно място до следващото.

съгласно претенции от 3 до 10, при който лазерното излъчване има специфична мощност в светлинното петно над 10 kW/cX.

12. Метод, съгласно претенции 1 и 2, при който лазерният лъч /12/ осветява маска, разположена пред тялото за маркиране /14/, като маската има един или повече процепи и дава възможност създаденият от локалните напрежения знак да бъде с предварително определена форма.

13. метод, съгласно коя да е от предишните претенции, при който лазерното излъчване е генерирано от COg лазер.

14. Метод, съгласно коя да е от предишните претенции, при който тялото /14/ е прозрачно за електромагнитно излъчване с дължина на вълната от видимата област.

15. Метод, съгласно претенции от 1 до 13, при който тялото /14/ е непрозрачно за електромагнитно излъчване е дължина на вълната във видимата област така, че локалните напрежения могат да се видят само чрез оптически инстументи , работещи с подходяща дължина на вълната от електромагнитния спектър.

16. Тяло, маркирано в съответствие с кой да е метод по претенции от 1 до 15.

17. Тяло, имащо област с локални напрежения в място, разположено на разстояние под повърхността на тялото /14/ без доловими промени върху споменатата повърхност, като локалните напрежения са изтеглени извън ръба на лещоподобен знак със съществено изпъкнало напречно сечение.

18. Тяло, съгласно претенция 16 и 18, което е прозрачно за електромагнитно излъчване във видимата област.

19. Маркирано тяло, съгласно претенция 17, при което тялото /14/ е от стъкло или пластмаса.

20. Маркирано тяло, съгласно претенции 16 или 17, при което тялото /14/ е непрозрачно за електромагнитно излъчване с дължина, на вълната във видимата област така, че локалните напрежения могат да бъдат видяни чрез оптически инструменти, работещи с подходяща дължина на вълната от електромагнитния спектър.

21. 1яло, съгласно претенции 16 и 20, при което знакът, създаден чрез локалните напрежения представлява една или повече цифри, букви или символи, или комбинация от тях.

22. Тяло, съгласно претенции от 16 до 21, изпълнено като контейнер.