BR112013025971B1 - componente ótico de segurança tendo um efeito transmissivo, elemento ótico de segurança, método de fabricação de tal componente e documento protegido fornecido juntamente com tal componente - Google Patents

Abstract

COMPONENTE DE SEGURANÇA ÓPTICA TENDO UM EFEITO TRANSMISSIVO, FABRICAÇÃO DE TAL COMPONENTE E DOCUMENTO SEGURO FORNECIDO COM TAL COMPONENTE De acordo com um aspecto, a invenção refere-se a um componente de segurança óptica possuindo um efeito plasmônico destinado a ser observado por meio de transmissão, incluindo duas camadas (101, 103) feitas de um material dielétrico transparente, uma camada de metal (102), que está disposta entre as referidas camadas feitas de material dielétrico de modo a formar duas interfaces dielétrico-metal (105, 106), e está estruturada para formar, pelo menos, uma parte das ondulações (104) que são capazes de acoplamento de modos de plasmon de superfície, suportados pela referida interface metal-dielétrico, com uma onda de luz incidente. As ondulações são dispostas em uma primeira área de acoplamento numa primeira direção principal e em pelo menos uma segunda área de acoplamento separado da dita primeira área de acoplamento, numa segunda direção principal, que é substancialmente perpendicular à referida primeira direção principal, sendo a referida camada de metal em contínuo em cada uma das referidas áreas de acoplamento.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção se refere ao campo de marcas de segurança. Mais especificamente ela se refere a um componente de segurança ótico transmissivo para a verificação da autenticidade de um documento, a um método para a fabricação de tal componente e a um documento protegido equipado com tal componente;

TÉCNICA ANTERIOR

Muitas tecnologias para a autenticação de documentos ou produtos e especialmente para proteção de documentos, tais como documentos de valor, isto, notas bancárias, passaportes ou documentos de identificação etc. são conhecidos. Estas tecnologias visam a produção de componentes óticos de segurança cujos efeitos óticos assumem configurações muito características e verificáveis dependendo dos parâmetros da observação (orientação em relação ao eixo de observação, posição e dimensões da fonte de luz etc.). A finalidade geral destes componentes óticos consiste na produção de efeitos inéditos e diferenciados das configurações fisicas que são dificeis de serem reproduzidas.

Dentre estes componentes, DOVIDs (dispositivos de imagens difrativas oticamente variáveis) são componentes óticos, habitualmente denominados hologramas que produzem imagens difrativas variáveis. Estes componentes são geralmente observados em reflexo.

O presente pedido de patente se refere a componentes de segurança óticos que podem ser verificados em transmissão.

Dentre estes componentes, a patente US 6.428.051 descreve um documento de valor, do tipo de nota bancária, compreendendo um orificio formando uma janela coberta por uma pelicula de segurança, sendo a pelicula de segurança fixada por um adesivo ao perímetro da janela formada no documento e compreendendo um determinado número de características de autenticação.

No artigo da autoria de I. Aubrecht et al ("Polarization-sensitive multilayer diffractive structures for document security", Proceedings of SPIE Vol. 7358, 2009) uma estrutura de múltiplas camadas é descrita que apresenta efeitos de transmissão ressonante com base na excitação de modos plasmônicos nas interfaces entre uma camada metálica estruturada e duas camadas dielétricas que encapsulam a camada metálica. Este artigo relata a dependência que o efeito tem da polarização e propõe um sistema para a verificação da autenticidade de um componente produzido deste modo com base na análise da polarização da onda transmitida.

O pedido de patente US 2010/0307705 descreve, de um modo geral, um documento de segurança com uma região que compreende padrões metálicos em nano-escala para excitar os plasmons de volume ou de superfície e para gerar efeitos ressonantes.

As estruturas descritas nos documentos citados acima, embora apresentem efeitos notáveis em transmissão ou reflexo, não são, no entanto, fáceis de serem autenticadas a olho nu, especialmente no tocante à autenticação em transmissão por um usuário inexperiente.

A presente invenção propõe um componente plasmônico de segurança ótico que pode ser facilmente e com muita segurança verificado em transmissão a olho nu, para prover o usuário não iniciado com um máximo de conforto garantindo a autenticação com um alto grau de confiabilidade.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

De acordo com um primeiro aspecto, a presente invenção se refere a um componente plasmônico ótico de segurança destinado a ser observado em transmissão, compreendendo o componente ótico dois camadas dielétricas transparentes, e uma camada metálica disposta entre as camadas dielétricas para formar duas interfaces dielétrica/metálica, sendo pelo menos uma parte da área da camada metálica estruturada para formar ondulações que são capazes de acoplar modos plasmônicos de superfície sustentados pelas interfaces dielétrica/metálica com uma onda luminosa incidente. As ondulações são dispostas em uma primeira direção principal em uma primeira zona de acoplamento, e em uma segunda direção principal, substancialmente perpendicular à primeira direção principal, em pelo menos uma segunda zona de acoplamento separada da primeira zona de acoplamento, sendo a camada metálica continua em cada uma destas zonas de acoplamento.

Tal componente apresenta um efeito de transmissão extraordinário em uma faixa espectral centralizado no que é denominado um comprimento de onda central, definido pelas características das ondulações das zonas de acoplamento, e para um observador, variações em cor das zonas de acoplamento com o ângulo de observação do componente, permitindo uma autenticação fácil e confiável do componente de segurança.

Mais precisamente pelo menos duas das zonas de acoplamento contêm ondulações dispostas em duas direções principais substancialmente perpendiculares, apresentando o componente, quando observado em transmissão um contraste visual nitida entre uma primeira zona, cuja cor é estável com o ângulo de observação do componente e uma segunda zona extremamente variável.

Como uma variante, estas zonas de acoplamento formam padrões complementares tornando a autenticação por um observador ainda mais fácil, permitindo os padrões os movimentos que permitirão que seja gerada uma maior variação em cor e seja tornada mais intuitiva para o observador.

Como uma outra variante, pelo menos uma parte das ondulações são dispostas concêntrica ou radialmente, de um modo tal, que tornam o componente axialmente simétrico. A observação é então independente do azimute.

Como uma outra variante, a camada metálica compreende ainda uma zona não estruturada. Esta zona de densidade ótica elevada torna possivel se acentuar ainda mais as zonas de acoplamento, que apresentam, em uma faixa espectral dada, uma transmissão extraordinária devido ao efeito plasmônico.

Vantajosamente, as ondulações nas zonas de acoplamento têm um passo entre 100 nm e 600 nm e uma profundidade entre 10 % e 30 % do passo. 0 passo das diversas zonas de acoplamento pode ser idêntico para apresentar cores análogas quando observadas por um observador ou em contrastar diferentes cores, dependendo do efeito visual desejado.

Vantajosamente, a diferença entre os indices de refração dos dielétricos transparentes na faixa espectral visada, de preferência no espectro visivel que forma cada uma destas camadas, é inferior a 0,1, permitindo um efeito de transmissão ótimo extraordinário neste comprimento de onda central.

Como uma variante pelo menos uma parte da camada metálica é formada de prata e a sua espessura está substancialmente compreendida entre 20 e 60 nm.

Como uma outra variante, pelo menos uma parte da camada metálica é formada de aluminio e a sua espessura está substancialmente compreendida entre 10 e 30 nm.

Em uma modalidade, a camada metálica pode ser formada por um único metal. A camada tem então uma espessura substancialmente constante.

De acordo com uma outra modalidade, a camada metálica compreende pelo menos duas partes, sendo cada uma delas formada de um metal diferente. Isto pode permitir a obtenção de diferentes efeitos visuais, tanto no reflexo como na transmissão no faixa espectral do efeito plasmônico.

De acordo com um segundo aspecto, a invenção se refere a um elemento ótico de segurança destinado a proteger um documento e compreendendo pelo menos um componente ótico de segurança de acordo com o primeiro aspecto. O elemento de segurança pode compreender outros componentes de segurança, componentes holográficos, por exemplo.

Como uma variante, o elemento de segurança compreende, dependendo das circunstâncias, outras camadas necessárias para a aplicação final; o elemento de segurança pode, por exemplo, compreender, além das camadas ativas que geram o efeito plasmônico, uma pelicula de suporte portando uma das camadas dielétricas e/ou uma pelicula adesiva disposta em uma das camadas dielétricas transparentes. Estas peliculas são neutras em relação ao efeito plasmônico, pois elas nem degradam nem afetam a interface dielétrica/metálica. Elas tornar mais fácil a ligação do elemento a um documento a ser protegido e/ou a sua aplicação industrial.

De acordo com um terceiro aspecto, a invenção se refere a um documento protegido compreendendo um suporte e um elemento ótico de segurança de acordo com o segundo aspecto, sendo o elemento ótico de segurança fixado ao suporte, compreendendo o suporte uma zona transparente sobre a qual o componente ótico de segurança plasmônico está disposto. 0 documento protegido, um documento de valor tal como uma nota bancária, por exemplo, ou um documento de autenticação, tal como uma carteira de identidade pode, devido ao componente ótico de segurança plasmônico de acordo com a presente invenção, ser facilmente verificado na transmissão e tem uma grande resistência a falsificação devido à tecnologia empregada.

Como uma variante, o componente ótico de segurança de acordo com o primeiro aspecto ou o elemento ótico de segurança de acordo com o segundo aspecto é encapsulado no suporte do documento protegido. As zonas transparentes são previstas nas duas faces do componente ótico de segurança, permitindo que ele seja verificado em transmissão.

De acordo com um quarto aspecto, a invenção se refere a um método para a fabricação de um componente ótico de segurança plasmônico compreendendo: a deposição de uma camada metálica em uma primeira camada dielétrica; e - o encapsulamento da camada metálica com uma segunda camada dielétrica, para formar duas interfaces dielétrica/metálica, pelo menos uma parte da área da camada metálica sendo estruturada para formar ondulações que são capazes de acoplar modos de plásmon de superfície sustentados pelas interfaces dielétrica/metálica com uma onda de luz incidente, sendo as ondulações dispostas em uma primeira direção principal em uma primeira zona de acoplamento, e em uma segunda direção principal, substancialmente perpendicular à primeira direção principal, em pelo menos uma segunda zona de acoplamento separada da primeira zona de acoplamento, sendo a camada metálica continua em cada uma das zonas de acoplamento.

Como uma variante a primeira camada dielétrica é estruturada para formar as ondulações, e a camada metálica é depositada, com uma espessura substancialmente constante sobre a primeira camada deste modo estruturada.

Como uma outra variante, a deposição da camada metálica compreende a deposição de uma primeira camada que compreende um primeiro metal sobre uma primeira parte da superfície da primeira camada dielétrica e a deposição de pelo menos uma segunda camada que compreende um segundo metal sobre uma segunda parte da superfície da primeira camada dielétrica.

Como uma variante a deposição da camada metálica é conduzida seletivamente permitindo que sejam definidos padrões que são visíveis a olho nu na transparência. Estes padrões correspondem a zonas desmetalizadas que serão assim transparentes no espectro visível, sendo estas zonas possivelmente usadas para aumentar a resistência do componente a falsificação e opcionalmente para aumentar a facilidade com a qual a pessoa encarregada da verificação possa ler a parte gráfica, emoldurando-se, por exemplo, uma das zonas coloridas.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

Outras características e vantagens da invenção se tornarão aparentes com a leitura da descrição que segue que é ilustrada pelas figuras em que: - as Figuras IA e 1B são vistas de uma seção transversal e observada de cima, respectivamente, de um componente ótico de segurança de acordo com a invenção; - as Figuras 2A e 2B são simulações numéricas mostrando a variação em intensidade e na onda transmitida como uma função de comprimento de onda e ângulo de incidência para um componente do tipo mostrado na Figura IA, no modo TM e no modo TE com um azimute de 0 grau e 90 graus, respectivamente; - as Figuras 3A a 3D são figuras que ilustram o efeito obtido pela observação do componente em transmissão, em diversas configurações; a Figura 4 mostra uma modalidade de um componente que tem duas zonas estruturadas com dois vetores de rede ortogonais; - as Figuras 5A e 5B mostram simulações numéricas mostrando a variação na intensidade da onda transmitida como uma função de comprimento de onda e inclinação nas duas zonas do componente mostrado na Figura 4; - as Figuras 6A e 6B são curvas de transmissão para um componente do tipo ilustrado na Figura 4 como uma função do comprimento de onda para dois ângulos de incidência; - as Figuras 7A a 7D são esquemas, ilustrando, em diversas configurações, um componente de segurança exemplar de acordo com a invenção; as Figuras 8A a 8C mostram dois outros componentes de segurança exemplares de acordo com a invenção; - as Figuras 9A e 9B mostram um outro componente de segurança exemplar de acordo com a invenção; - a Figura 10 é uma figura ilustrando uma vista em seção transversal de uma variante de um componente de segurança de acordo com a invenção; - as Figuras 11A a 11C mostram vistas de cima, de baixo e em seção transversal, respectivamente, de um documento protegido exemplar compreendendo um componente de segurança de acordo com a invenção; e - as Figuras 12A e 12B mostram vistas em seção transversal de duas variantes de um documento protegido exemplar compreendendo um componente ótico de segurança de acordo com a invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

As Figuras IA e 1B mostram vistas parciais, uma vista em seção transversal e uma vista de cima, respectivamente, de uma modalidade de um componente de segurança 10 de acordo com a invenção. O componente de segurança de acordo com a invenção geralmente compreende uma camada metálica continua 102 tendo uma espessura t substancialmente constante (tipicamente entre algumas dezenas e 80 nanômetros) , sendo esta camada metálica 102 disposta entre duas camadas dielétricas transparentes 101, 103 para formar duas interfaces dielétrica/metálica 105, 106. O metal pode ser qualquer metal capaz de suportar a ressonância plasmônica, e é, de preferência, prata, aluminio, ouro, cromo ou cobre. Os dielétricos podem consistir em qualquer material dielétrico que pode ser "associado de modo não destrutivo" com o metal, isto é, qualquer dielétrico para o qual não há nenhum risco de ocorrer uma reação fisico-quimico, tal como oxidação, por exemplo, que degradaria o efeito a ser verificado. Os dielétricos usados para as camadas 101, 103 têm indices de refração substancialmente idênticos, tipicamente de aproximadamente 1,5, sendo a diferença entre estes indices vantajosamente inferior a 0,1. A camada dielétrica 101 de indice de refração ni, por exemplo, é uma camada polimérica destinada a ser estampada e a camada 103 é uma camada encapsulante polimérica dielétrica de indice de refração n2 substancialmente igual a ni. As camadas 101, 103 são transparentes na luz visivel. É fato conhecido que na interface entre um material condutor, um metal, por exemplo, e um dielétrico, é possivel a propagação de uma onda eletromagnética de superfície associada com uma oscilação coletiva de elétrons na superfície, sendo esta onda eletromagnética de superfície denominada um plásmon de superfície. Este fenômeno é descrito, por exemplo, no texto de referência pro H. Raether ("Surface Plasmons", Springer- Velag, Berlin Heidelberg). Uma onde de luz incidente pode ser acoplada a um modo plasmônico de diversos modos, especialmente por estruturação da interface para formar uma rede de acoplamento.

O princípio básico é implementado no componente de segurança de acordo com a invenção para se obter efeitos notáveis em transmissão.

No componente de segurança 10, a camada metálica 102 é estruturada para formar pelo menos duas zonas de acoplamento separadas para se acoplar a uma onda de luz incidente. Cada zona de acoplamento compreende um conjunto de ondulações substancialmente retilíneas e paralelas, estendendo-se as ondulações das diversas zonas em direções não paralelas. Em cada zona de acoplamento, a camada metálica é contínua e deformada de modo tal, que se formam as citadas ondulações. As Figuras IA e 1B mostram esquematicamente um conjunto de ondulações 104 em uma das zonas de acoplamento. Cada conjunto de ondulações é caracterizado pro seu passo A, a amplitude h das ondulações (altura entre pico e vale) e a espessura t da camada metálica da zona de acoplamento. Tipicamente o passo da rede está compreendido entre 100 nm e 600 nm e com vantagem entre 200 nm e 500 nm, estando a altura compreendida entre 10 % e 45 % do passo da rede e com vantagem entre 10 % e 30 %. O termo "ondulação" deve ser compreendido como sendo uma deformação continuamente variante da camada metálica, sendo a camada continua sobre toda a zona de acoplamento. O perfil das ondulações é com vantagem senóide ou quase senóide, o requerente demonstrou que uma deformação com um perfil senóide é aceitável desde que o seu ciclo de trabalho seja mantido entre 40 % e 60 %. A espessura t da camada metálica deve ser suficientemente pequena para permitir a excitação dos modos de plásmon de superfície e o seu acoplamento nas interfaces metálica/dielétrica, permitindo assim um efeito de transmissão ressonante conforme será descrito mais detalhadamente abaixo.

É considerada uma onda incidente de polarização TM (onda magnética transversal, isto é, aquela para a qual o campo magnético H é perpendicular ao plano de incidência xz, que é o plano da figura na Figura IA) , incidindo esta onda sobre a rede com um azimute de 0 grau com o vetor de rede kg, e sobre a camada 103 com um ângulo de incidência θ com o eixo y normal ao plano da rede formada pelas ondulações 104. O vetor de rede kg, mostrado na Figura 1B é um vetor em uma direção perpendicular ás linhas da rede e de norma definido por kg = 2n/A, em que A é o passo da rede.

Para que haja acoplamento, isto é, para que haja transferência entre uma onda incidente sobre o meio dielétrico de permissividade relativa εd e um modo plasmônico, deve ser satisfeita a equação abaixo (veja H. Raether, ibid):

em que ko é o número de onda definido por k0 = 2n/À; e kSp Θ definido pon ksp — nspko< em cpie nsp é o indice efetivo do plásmon dado por:

No caso de uma camada metálica de espessura infinita em que em e ed são as permissividades do metal e do dielétrico, respectivamente.

É, portanto, possível se definir um comprimento de onda central Ào em que o acoplamento do comprimento de onda ocorrerá na incidência normal (0=0 graus). O comprimento de onda central é definido por:

Assim, o passo da rede será escolhido dependendo do comprimento de onda central desejado.

Com o passo da rede fixado, a variação no comprimento de onda À de acoplamento é expressa no ângulo de incidência diferente de zero e azimute zero à rede, pela equação (1), que pode ser dividida em duas equações:

Há então dois comprimentos de onda com os quais será possivel se acoplar a onda incidente a um plásmon de superfície correspondendo a modos de plásmon copropagante e contrapropagante, respectivamente.

Quando a camada metálica é de uma espessura finita, e, além disso, sua espessura é da mesma ordem de magnitude da profundidade de penetração do campo eletromagnético do modo plasmônico no metal (que é de aproximadamente 1 / (ko (nsp2 + Re ( | em | ) )1/2) ) , o campo eletromagnético do modo plasmônico na interface superior da camada metálica também "vê" a interface inferior e deve também satisfazer, portanto, as condições de limites do campo nesta interface inferior. Disso resulta que há então dois modos plasmônicos que podem se propagar ao longo da camada de metal, tendo ambos máximos de campo nas interfaces superior e inferior da camada metálica: um modo plasmônico denominado de modo plasmônico de longo alcance, cujo campo magnético transversal H é uniforme (o campo elétrico longitudinal responsável pela oscilação longitudinal dos elétrons sendo, portanto, não uniforme, isto passa através do zero na camada metálica) e um modo plasmônico denominado modo plasmônico de curto alcance, cujo campo H é não uniforme e que é mais bem absorvido pelo metal. Os seus indices efetivos são análogos quando a espessura da camada metálica não é demasiado pequena (acima de 15 nm, por exemplo) e estes modos são ambos acoplados na presença de uma rede quando a onda incidente se origina de uma fonte luminosa pouco coerente (tanto no espaço como no tempo) , tal como a de uma lâmpada incandescente ou de luz natural proveniente do sol. Assim, quando as condições de acoplamento são satisfeitas, o campo dos dois modos plasmônicos a que se acopla (ou que são "excitados") também possuem máximos na interface inferior da camada metálica, e podem, portanto, devido à presença da rede, irradiar para o meio de transmissão (camada 103) e assim a energia luminosa pode atravessar a camada de metal continua e produzir assim um pico de transmissão, de onde vem o termo "transmissão ressonante".

A Figura 2A mostra a transmissão calculada para um componente do tipo mostrado na Figura IA no modo TM, com um azimute de 0 graus com o vetor de rede, como uma função de ângulo de incidência θ e comprimento de onda incidente À. O ângulo de incidência θ é o ângulo de incidência no meio da camada 103 definido em relação à normal à rede. Um programa de software capaz de simular a propagação de onda eletromagnética, tal como o programa de software Gsolver (copyright) (desenvolvido por Grating Solver Development Company) foi usado para estes cálculos. As ondulações têm um perfil senóide com um passo de 300 nm e uma profundidade de 60 nm. A camada metálica foi feita de prata e tinha uma espessura de 40 nm. Ela foi flanqueada por duas camadas dielétricas de poliestireno. O comprimento de onda central foi de 560 nm. A transmissão à incidência normal (θ = 0 graus) foi máxima em uma faixa espectral (tipicamente de 50 a 100 nm) centralizada neste comprimento de onda. À medida que aumenta o ângulo de incidência, foi observada uma variação no comprimento de acoplamento, isto é, o comprimento de onda no qual foi observado um efeito de transmissão ressonante para o componente que variou. A simetria axial foi observada ao redor do eixo y ao redor do ângulo de incidência de 0 grau. 0 efeito visual obtido será, portanto idêntico, quer a amostra seja voltada para uma direção ou outra. 0 mesmo cálculo para o modo TE (onda elétrica transversal, isto é, aquela para a qual o campo magnético E é perpendicular ao plano de incidência xz, que é o plano da figura na Figura IA) apresentou uma transmissão de praticamente zero através do componente.

Foram conduzidas diversas simulações em que se fez variar diversos parâmetros de componentes para medir a sua influência. Mais especificamente, foi possivel se mostrar que para um acoplamento máximo é preferível se limitar a profundidade das oscilações (parâmetro h na Figura IA) para entre 10 % e 20 % do passo.

Foram também conduzidas simulações com diversas espessuras de diversos tipos de metal. Estes cálculos geralmente demonstraram que a faixa espectral de acoplamento se alargava, quando a espessura da camada metálica era reduzida e que a amplitude de transmissão ressonante reduzia quando a espessura da camada metálica era aumentada, isto é, a faixa espectral de acoplamento se estreitava, mas a sua intensidade era reduzida. Assim, é possivel se calcular para a camada metálica uma espessura ótima que proporcionará um efeito visual marcante e uma faixa espectral de acoplamento suficientemente larga. 0 requerente demonstrou, por exemplo, que uma camada metálica feita de prata é especialmente vantajosa quando ela tem uma espessura compreendida entre 35 nm e 50 nm. Outros metais foram testados. O aluminio, por exemplo, pode também ser usado para produzir um componente plasmônico de acordo com a invenção. Como o aluminio absorve com muita intensidade no espectro visivel, a camada metálica terá que ser mais delgada do que a camada de prata, tipicamente entre 16 e 25 nm de espessura. No entanto, a simulação de uma estrutura com uma camada metálica feita de aluminio apresentou, em relação a uma camada de prata, uma faixa espectral de acoplamento que estava deslocada na direção dos comprimentos de onda mais curtos, e que uma amplitude de transmissão ressonante menor devida a perdas maiores em joules dos modos plasmônicos neste metal.

O requerente também estudou a influência da deformação do perfil senóide das ondulações sobre a eficiência do acoplamento. Foi observado que, modificando- se o perfil a partir de uma variação senóide até um perfil de ondulação que tinha um ciclo de serviço desequilibrado, era provocada uma queda rápida de sinal transmitida. Vantajosamente, o ciclo de serviço estará compreendido entre 40 % e 60 %.

A Figura 2B mostra uma simulação da transmissão através do componente 10 em condições idênticas às condições simuladas para a Figura 2A, mas na qual a amostra foi submetida a uma rotação de 90 graus no azimute ao redor do eixo x, sendo selecionada a polarização TE. A transmissão ressonante foi novamente observada com incidência normal não comprimento de onda central Àn. Por outro lado pode ser observado a partir deste gráfico que o comprimento de onda de acoplamento é estável como uma função do ângulo de incidência. Em outras palavras, o componente nesta configuração é insensível à rotação da amostra ao redor do eixo y que agora está paralelo ao vetor da rede.

As Figuras 3B a 3D ilustram, por meio de3 configurações de observação para um componente de segurança 10 do tipo mostrado na Figura 1, o efeito do azimute $ e do ângulo de incidência, ou de inclinação, θ sobre a impressão visual recebida por um observador. A Figura 3A ilustra a titulo de comparação, a observação de um componente de segurança cuja camada metálica não é estruturada.

Na Figura 3A, o componente 10, que compreende uma camada metálica sem estruturação 102 disposto entre duas camadas dielétricas 101, 103 é iluminado por uma fonte luminosa 30, uma fonte de luz branca, por exemplo, cujo espectro é esquematicamente mostrando por um arranjo de cores simbolizadas por diversas regiões pontilhadas no gráfico 301. Isto pode ser, por exemplo, um espectro que compreende todas as cores no espectro visivel. Se um observador 20 observar a luz transmitida através deste componente, ele não recebe nenhuma informação visual. Especificamente não há nenhum acoplamento com uma onda plasmônica e a camada metálica se comporta como um refletor. O fluxo de luz incidente não é transmitido pelo componente.

Nas configurações nas Figuras 3B a 3D, é considerado um componente de segurança 10 com uma camada metálica 102 estruturada formando uma zona de acoplamento ondulada 104, tal como foi descrito acima com referência às Figuras IA e 1B.

No exemplo na Figura 3B, a observação é conduzida em um azimute de 0 grau e a incidência normal. As ondulações 104 formam uma rede para o acoplamento da onda incidente com plásmons de superfície sustentados pelas interfaces metálica/dielétrica 105 e 106, sendo a rede otimizada na incidência normal para um comprimento de onda dado pela equação (3). Neste comprimento de onda, o componente TM da onda eletromagnética incidente é transmitido pela estrutura extremamente bem, e um observador 20 observa informações visuais coloridas que correspondem a uma faixa espectral estreita ao redor deste comprimento de onda. No espectro esquematicamente mostrando pelo gráfico 302 na Figura 3B, somente o componente luminoso 303 que corresponde à faixa espectral pode ser visto pelo observador.

Se um observador continua a observar este mesmo componente em um azimute de 0 grau, mas faz variar o ângulo de incidência, ele observa uma variação substancial em cor, conforme mostrado na Figura 3C. Mais especificamente, conforme foi explicado acima, um ângulo de incidência diferente de zero (ou inclinação) θ do eixo y perpendicular ao vetor de rede causa uma grande variação no comprimento de onda do acoplamento, tanto para os comprimentos de onda mais longos como mais curtos do que o comprimento de onda de acoplamento com a incidência normal. Inclinando-se o componente, o observador vê, portanto, a cor variar muito com o ângulo da inclinação. No exemplo na Figura 3C, as referências 304, 305 no espectro 302 mostram as faixas espectrais percebidas pelo observador.

No exemplo na Figura 3D, o componente observado é girado, não ao redor do eixo y, perpendicular ao vetor de rede, mas ao redor do eixo z, paralelo ao vetor de rede. Neste caso, é observada uma pequena variação no comprimento de onda, ilustrada pelas faixas espectrais 304, 305 no espectro transmitido. Na verdade, esta configuração é equivalente à configuração ilustrada na Figura 2B em que o componente é girado ao redor de um eixo paralelo ao vetor da rede.

Assim pareceria que, dependendo do azimute e da inclinação, seria completamente modificado o comportamento da rede transmissiva, e é especialmente este efeito que o requerente empregou para produzir um componente de segurança que é controlável em transmissão.

Finalmente deve ser observado que o componente assim produzido pode ser observado por um observador dos dois lados, isto é, no exemplo nas Figuras 3B a 3D, tendo o mesmo efeito tanto com a camada 101 como com a camada 103 orientada na direção da fonte luminosa 30. Mais especificamente a estrutura dielétrico/metal/dielétrico, compreendendo materiais dielétricos tendo indices de refração análogos ou comparáveis, é simétrica e as camadas adicionais que poderiam ser acrescentados de cada lado, visando o uso do componente, são neutras, conforme será descrito abaixo.

A Figura 4 mostra um componente ótico de segurança 40 de acordo com uma modalidade da invenção. Ele representa uma seção transversal tirada pela camada metálica, sendo mostrada somente uma das camadas de dielétrico. As Figuras 5A, 5B por um lado, e 6A, 6B por outro lado, são figuras ou curvas mostrando a transmissão calculada para o componente na Figura 4 dependendo de diversos parâmetros.

O componente 40 compreende duas zonas de acoplamento 41, 42, cada uma delas compreendendo um conjunto de ondulações 410, 420 simbolizadas por faixas pontilhadas na Figura 4. Neste exemplo, as ondulações de cada zona de acoplamento são orientadas em uma direção principal, definindo, para cada zona de acoplamento um vetor de rede, kgi e kg2, respectivamente, apontando em uma direção perpendicular à direção principal das ondulações e da norma dada por kgi = 2n/A±, em que Ai é o passo das ondulações em cada uma das zonas. Neste exemplo, os vetores de rede das zonas de acoplamento são substancialmente ortogonais. No sistema de coordenadas ortonormais x, y, z na Figura 4, as ondulações 410 da zona de acoplamento 41 são assim orientadas ao longo do eixo z (vetor de rede apontando ao longo do eixo y) e as ondulações 420 na zona de acoplamento 42 são orientadas ao longo do eixo y (vetor de rede apontando ao longo do eixo z), sendo o eixo x o eixo perpendicular à superfície do componente, que é também o plano da figura. Neste exemplo, os conjuntos de ondulações 410, 420 têm características substancialmente idênticas (o seu passo e a natureza do metal especialmente) , de modo tal, que o comprimento de onda central é substancialmente idêntico para as duas zonas de acoplamento. Alternativamente, um dos parâmetros poderia ser modificado, o passo das ondulações, por exemplo, ou a natureza do metal e a espessura da camada, de modo tal, que seja modificado o comprimento de onda central e consequentemente, a "cor" na incidência normal, observada por um observador.

As Figuras 5A e 5B ilustram a transmissão calculada para as zonas de acoplamento 41 e 42, respectivamente, como uma função do ângulo de incidência medido ao redor do eixo z e do comprimento de onda, quando um observador observa o componente 40 com um azimute de 0 grau na luz branca. Para estes cálculos, foi usado o mesmo pacote de software que simula a propagação de ondas eletromagnéticas que foi usado acima e as condições eram idênticas àquelas usadas para as simulações apresentadas nas Figuras 2A e 2B.

Na zona de acoplamento 41 do componente, fez-se variar o ângulo de incidência ao redor de um eixo perpendicular ao vetor de rede. Foi então observada uma variação muito grande no comprimento de onda de acoplamento como uma função do ângulo de incidência (Figura 5A) . A simulação foi conduzida para o modo TM, sendo a sua contribuição demonstrada pelo requerente como sendo principalmente dominante em relação à contribuição do modo TE, e que, portanto, representou o que um observador veria em luz não polarizada. 0 requerente demonstrou que uma variação angular de 1 grau deslocou a polarização TM de 7 nm, ao passo que o deslocamento do modo TE foi praticamente zero. Assim, com a incidência normal, um observador verá uma cor verde em transmissão que corresponde a uma faixa espectral centralizada em 560 nm aproximadamente. Fazendo- se girar o componente ao redor do eixo z, será rapidamente observado que a zona 41 assume uma coloração principalmente vermelha e ligeiramente azul correspondendo aos dois comprimentos de onda de acoplamento associados com os modos de copropagação e de contrapropagação. Na zona de acoplamento 42, a rotação do componente ao redor do eixo z corresponde a uma rotação ao redor de um eixo paralelo ao vetor da rede. A Figura 5B mostra a variação em transmissão como uma função do ângulo de incidência e do comprimento de onda, calculada para o modo TE, cuja contribuição nesta configuração é predominantemente superior à do modo TM. A variação de cor observada na Figura 5B é muito menor e a zona 42 permanecerá com uma coloração verde.

As Figuras 6A e 6B mostram, portanto, para um ângulo de incidência, para o eixo z (Figura 4), de 0 grau (curva 602) e 15 graus (curva 601) respectivamente, a transmissão como uma função do comprimento de onda nas zonas 42 (Figura 6A) e 41 (Figura 6B) respectivamente, calculado com os mesmos parâmetros acima. Estas curvas confirmam a pequena variação na transmissão como uma função de comprimento de onda observada na zona 42 em relação à variação muito grande em comprimento de onda observada na zona 41. Assim, o comprimento de onda da faixa espectral transmitida passa de 615 nm no caso da incidência normal para 601 nm no caso de um ângulo de 15 graus na zona 42, ao passo que ela passa de 615 nm no caso da incidência normal para 508 nm no caso de um ângulo de 15 graus na zona 41. 0 mesmo observador, caso se faça o componente girar ao redor do eixo y (Figura 4) estaria, por outro lado, vendo uma variação muito grande na cor da zona de acoplamento 42 do tipo mostrado na Figura 5A, calculada para o modo TM, e uma variação muito pequena na cor da zona de acoplamento 41, conforme ilustrado na Figura 5B, calculada para o modo TE.

Assim, com a variação do ângulo de incidência do componente ao redor de um ou do outro dos eixos, será possivel para um observador ver a cor de uma das zonas variar muito rapidamente ao passo que a cor da outra zona permanecerá bastante estável.

Vantajosamente, a ortogonalidade das redes de acoplamento formadas pelos conjuntos de ondulações 410 e 420 é respeitada até dentro de ± 5 graus. Isto se deve ao fato de que o requerente demonstrou que nesta faixa de variações no ângulo entre os dois conjuntos de ondulações, uma boa estabilidade de cor continuará a ser percebida na zona de acoplamento cujo vetor de rede é paralelo ao eixo de rotação do componente, e a variação no comprimento de onda do acoplamento será também igualmente efetiva na zona de acoplamento cujo vetor de rede é perpendicular ao eixo de rotação do componente. Se a ortogonalidade dos dois conjuntos de ondulações diferir de mais do que o limiar de aproximadamente ± 5 graus, o efeito será cada vez menos visivel, pois o contraste entre a zona de acoplamento em que a cor é estável e a zona de acoplamento em que a cor varia rapidamente será menor.

Vantajosamente as zonas 41, 42 na figura 4 poderiam receber formatos e características complementares, conforme vem ilustrado, por exemplo, nas Figuras 7A a 7D. A Figura 7A é uma vista em seção transversal de um componente de segurança 70 através da camada metálica 102. As Figuras 7B a 7D ilustram o componente 70 conforme observado em transmissão em diversas configurações.

Conforme pode ser observado na Figura 7A, uma zona de acoplamento 72 compreendendo um conjunto de ondulações retilíneas e paralelas formando uma rede de acoplamento do vetor de rede kg2, tem um formato de coração. A zona de acoplamento 71 compreende ondulações substancialmente retilíneas e paralelas dispostas em uma direção perpendicular à das ondulações na zona de acoplamento 72 para formar uma rede de acoplamento do vetor de rede kgi, e o seu formato é complementar ao da zona de acoplamento 71. Assim, neste exemplo, a zona de acoplamento 71 tem um formato substancialmente retangular, as suas ondulações interrompidas em uma zona central que corresponde à zona de acoplamento 72. Além disso, o componente de segurança mostrado na Figura 7A compreende uma zona 73 que forma uma armação ao redor da zona de acoplamento 71 e em que a camada metálica não estruturada.

Se um observador observar o componente de segurança 70 em transmissão com incidência normal, ele observará uma imagem do tipo mostrado na Figura 7B, isto é, tendo uma cor uniforme em todo o componente (se os parâmetros dos conjuntos de ondulações foram substancialmente idênticos) exceto na zona sem estruturação 73, que por sua vez tem uma densidade ótica constante que é nitidamente mais elevada do que a das zonas estruturadas 71, 72. A cor será aquela que corresponde a uma faixa espectral centralizada no comprimento de onda em que a rede formada pelas ondulações é otimizada, uma cor verde, por exemplo, a aproximadamente 550 nm, como no exemplo precedente.

Se o observador girar o componente 70 ao redor do eixo perpendicular ao vetor de rede kgi (Figura 7C) , ele observará uma rápida variação na cor da zona de acoplamento 71, ao passo que a cor da zona de acoplamento com formato de coração 72 permanecerá estável. Se, por outro lado, o observador girar o componente 7 0 ao redor de um eixo perpendicular ao vetor de rede kgi (Figura 7D) ele observará uma rápida variação na cor da zona de acoplamento com formato de coração 72, ao passo que a cor da zona de acoplamento 71 permanecerá estável. Assim, a rotação do componente ao redor de um eixo induz uma rápida variação na cor de uma das zonas, que corresponde neste exemplo a um padrão de formato característico, ao passo que a rotação ao redor do eixo perpendicular induz uma rápida variação na zona complementar.

Um observador será facilmente capaz de verificar a autenticidade de um documento de valor protegido devido aos diversos niveis de segurança proporcionados por tal componente. Bastará que ele observe o componente em transmissão na luz branca não polarizada. Fazendo-se variar o ângulo de observação do componente com inclinação ao redor de um dos eixos do padrão e observará uma rápida variação na cor de uma zona. Esta variação será ainda mais característica, uma vez que, em uma zona complementar, a cor varia muito pouco. Além disso, a presença de uma zona de referência, sem estruturação e, portanto, opaca (zona 73 no exemplo da Figura 7) acentua a transparência das zonas de acoplamento. Para um segundo nivel de verificação será possivel se fazer variar o ângulo de incidência do componente ao redor do eixo perpendicular ao primeiro eixo. O observador então observará uma rápida variação na cor da zona que é complementar à primeira.

As Figuras 8 e 9 ilustram duas variantes de um componente de segurança de acordo com a invenção, tendo as suas zonas de acoplamento vetores de rede que são perpendiculares aos pares.

As Figuras 8A e 8B ilustram componentes de segurança que compreendem ondulações 800 dispostas concentricamente. As ondulações 800 podem ter um formato poligonal (Figura 8A) ou circular (Figura 8B) . Pode ser definida ma multiplicidade de zonas de acoplamento, tendo números de referência 801 a 808, contendo cada uma delas porções de ondulação que são substancialmente retilíneas e paralelas formando redes de acoplamento definidas pelos vetores de rede kgi a kgs.

Se um observador observar um componente de segurança 80 do tipo assim descrito em transmissão com incidência normal, ele observará um ponto 810 de uma cor uniforme (Figura 8C) definida pela faixa espectral ao redor do comprimento de onda na qual as redes de acoplamento estão otimizadas. A cor depende, portanto do passo e da profundidade das ondulações 800, e da espessura da camada metálica. Se um observador inclinar o componente, isto é, faz variar o ângulo de incidência, as zonas de acoplamento 811 que têm vetores de rede perpendiculares ao eixo de rotação do componente (zonas de acoplamento simétricas ao redor do centro de simetria do componente) observará suas cores variarem muito rapidamente, ao passo que o resto do ponto (812, Figura 8C) permanecerá estável.

Devido à simetria axial do componente ao redor do eixo x na Figura IA, será possivel, qualquer que seja a orientação azimutal do componente, se observar uma variação em cor nas duas zonas simétricas do componente fazendo-se este último girar ao redor de um eixo contido no plano do componente (inclinação). Além disso, para um azimute dado, fazendo-se variar o eixo de rotação do componente, observar-se-á que varia a cor nas outras zonas do componente, que correspondem às duas zonas simétricas para as quais o vetor de rede é substancialmente perpendicular ao eixo de rotação, novamente tornando fácil a autenticação do componente de segurança.

A Figura 9A mostra esquematicamente um componente de segurança 90 que é também axialmente simétrico, tendo este componente 90 ondulações dispostas radialmente (não mostradas na Figura 9A) , de modo tal que as zonas de acoplamento que contêm ondulações substancialmente retilíneas e lineares poderia ser definido localmente, definindo as ondulações de cada zona um vetor de rede kgi apontando em uma direção perpendicular à direção principal das ondulações na zona.

Neste caso, novamente, conforme ilustrado na Figura 9B, um observador que observar a amostra em transmissão com uma incidência normal, verá uma cor substancialmente uniforme que corresponde ao comprimento de onda de acoplamento definido pelo passo e pela profundidade das ondulações. Inclinando-se o componente, será observada uma rápida variação na cor em zonas simétricas cujos vetores de rede são perpendiculares ao eixo de rotação do componente. Tal como no caso do componente descrito na Figura 8, o efeito será insensível à posição azimutal do componente devido a sua simetria axial, e uma rotação ao redor de um eixo diferente levará a uma variação na cor em uma outra zona do componente.

Os componentes de segurança conforme os descritos acima podem ser produzidos do seguinte modo. As estruturas óticas (ondulações das diversas zonas são escritas por fotolitografia ou por litografia com um feixe de elétrons em um fotoresist. Uma etapa de galvanoplastia permite que estas estruturas óticas sejam transferidas para um material resistente, um material à base de níquel, por exemplo, para produzir um "mestre". O mestre é então usado em uma etapa de impressão para transferir a microestrutura para uma película e para estruturar a camada dielétrica 101 (Figura IA) tipicamente estampando-se laca com alguns micra de espessura portada por uma película polimérica que tem de 12 pm a 50 pm de espessura, uma película de poli (tereftalato de etileno) (PET), por exemplo. A impressão pode ser conduzida por estampagem a quente ou fundição do dielétrico. O indice de refração da camada formada na laca de estampagem é tipicamente de 1,5. Em seguida a camada assim impressa é metalizada. A metalização é conduzida a vácuo de um modo que permite que a sua espessura seja perfeitamente controlada e com um, por exemplo, dos seguintes metais: prata, alumínio, ouro, cromo, cobre etc. Uma camada de vedação de indice de refração controlado é então aplicada, usando-se, por exemplo, um processo de revestimento. Para determinadas aplicações, tais como de produtos para laminação ou marcação a quente, esta camada pode consistir em uma camada adesiva. A camada de vedação que forma a camada 103 (Figura IA) tem um indice de refração substancialmente igual ao da camada estampada, aproximadamente 1,5, e a espessura acima de diversos micra. Dependendo da aplicação final destinada do produto, pode ser aplicado um adesivo à camada de vedação.

Como uma variante, é possivel se aplicar uma série de diferentes metais na etapa de metalização, para produzir, por exemplo, diferentes efeitos visuais. Para tal fim, é possivel, por exemplo, se aplicar, com um padrão dado uma tinta solúvel à camada estampada. Durante a metalização com o primeiro metal, este último é aplicado uniformemente sobre a camada, mas quando a tinta tiver sido removida permanece no lugar somente nas zonas que estavam isentas de tinta. Em seguida, é conduzida uma segunda metalização seletiva, também compreendendo uma etapa anterior seletiva de impressão com uma tinta solúvel, permitindo que sejam selecionadas as zonas que receberão o segundo metal. É possível, durante a aplicação do segundo metal, que as camadas metálicas sejam localmente sobrepostas, formando zonas tendo uma densidade ótica mais elevada, ou por outro lado é possível que resultem zonas não metalizadas, formando estas zonas, depois de cobertas pela camada de vedação, zonas transparentes no componente.

Como uma variante, as zonas metálicas diferentes podem corresponder a zonas de acoplamento diferentes. Em outras palavras, o primeiro metal é aplicado a uma ou mais primeiras zonas de acoplamento, ao passo que o segundo metal é aplicado a uma ou mais segundas zonas de acoplamento, permitindo que se obtenham efeitos de cores distintas em diversas zonas de acoplamento. Alternativamente, os diversos metais podem ser depositados em zonas que não correspondem a zonas de acoplamento.

Vantajosamente, as zonas mais opacas, que exigem pelo menos 2 metalizações, ou por outro lado, as zonas mais transparentes, que podem exigir da primeira metalização parcial para diante, serão possivelmente usadas para formar elementos gráficos que separam as zonas formadas pro diversos metais. Estes elementos serão usados pelos versados na técnica para reforçar o impacto do projeto para tornar mais fácil para a pessoa responsável pela verificação efetuar a leitura.

A Figura 10 mostra esquematicamente uma vista em seção transversal (parcial) do componente assim obtido. Somente as camadas funcionais necessárias para a obtenção do efeito plasmônico são mostradas nesta figura. As películas opcionais de suporte ou adesivas não são mostradas. As duas camadas metálicas 108, 109 estão localizadas entre as camadas dielétricas 101 e 103. A zona 107 representa a zona em que a camada 103 é estampada e as camadas metálicas estruturadas, isto é, a zona em que as ondulações (não mostradas) se encontram. Como uma variante, os diversos metais corresponderão possivelmente a diversas zonas de acoplamento. Devido à natureza diferente dos metais usados, as zonas diferentes de tal componente possivelmente apresentarão efeitos de cor diferentes, tanto quando se observa a cor refletida do material como quando as ondas plasmônicas são observadas em transmissão. Mais especificamente a cor "plasmônica" de uma rede resulta da rede e da natureza da camada metálica. Além disso, como este produto é mais complicado de ser produzido, ele tem potencialmente uma resistência muito maior a falsificação.

Conforme se tornará evidente do método de fabricação exemplar descrito acima, a inclusão de um componente ótico de segurança de acordo com a invenção em um documento protegido é perfeitamente compatível com a presença no mesmo documento de estruturas à base de redes convencionalmente usadas para produzir componentes holográficos.

Mais especificamente, será possivel de produzir um elemento ótico de segurança que compreende um ou mais componentes plasmônicos do tipo descrito acima e um ou mais outros tipos de componentes óticos de segurança, hologramas, por exemplo.

Para tal fim, um mestre será produzido escrevendo-se diversos padrões, que correspondem a diversos componentes óticos de segurança no fotoresist e galvanizando-se, então, estes padrões. Em seguida pode ser conduzida uma etapa de impressão usando-se o mestre para transferir as diversas microestruturas na pelicula polimérica destinada a ser estampada. A metalização cuja espessura deve ser controlada para os componentes de efeito plasmônico pode ser conduzida em toda a pelicula, pois não afetará de modo adverso os demais componentes DOVID, que funcionam em reflexo.

As Figuras 11A a 11C mostram um documento protegido 1, um documento de valor do tipo bancário, por exemplo, assim equipado com o elemento de segurança 110 compreendendo um componente ótico de segurança plasmônico 70 e outros componentes óticos de segurança 111, componentes holográficos, por exemplo. A Figura 11A mostra uma vista de cima deste componente, a Figura 11B mostra uma vista de baixo e a Figura 11C uma vista em seção transversal. 0 elemento de segurança 110 assume a forma de uma faixa, tendo tipicamente 15 mm de largura, que é fixada a um suporte 112 do documento 1. O elemento de segurança 110 é fixado ao suporte 112 por meios conhecidos. No caso de um documento que contém uma zona sólida transparente, por exemplo, o elemento de segurança pode ser fixado por transferência a quente com ativação de uma camada adesiva transparente aplicada de antemão à camada de vedação 101. Neste caso, uma camada destacável (uma camada de cera, por exemplo) pode ser aplicada entre a laca de estampagem 103 e a pelicula PET de suporte (não mostrada na Figura IA ou na Figura 10) . O elemento de segurança é transferido para o documento comprimindo-se o elemento de segurança quente contra o documento, estando o componente plasmônico localizado voltado para a zona transparente. Durante a transferência, a pelicula adesiva se liga ao suporte 112 do documento e a camada destacável e a pelicula de suporte são removidas. Uma janela transparente 113 é prevista no suporte 112 nivelado com o componente plasmônico 70. Observando-se de cima, todos os componentes óticos de segurança serão visiveis no documento protegido 1 e será possivel verificá-los todos, usando-se diversos métodos previamente testados. Observando-se de baixo, somente o um ou mais componentes plasmônicos serão visíveis; será possivel verificar os mesmo em transmissão, conforme foi descrito acima.

As Figuras 12A e 12B ilustram vistas em seção transversal de duas variantes de uma modalidade de um documento protegido 1 equipado com um elemento de segurança compreendendo um componente ótico de segurança 120. Nestes dois exemplos. O componente ótico de segurança, ou o elemento ótico de segurança portando o componente ótico de segurança, está encapsulado no suporte 122 do documento protegido. No exemplo na Figura 12A, o documento protegido 1 é obtido, por exemplo, laminando-se uma série de camadas 125, 126, 127, sendo o componente ótico de segurança integrado à camada média 126 ao passo que as zonas transparentes 123, 124 são previstas nas camadas externas 123, 124 para ficar assegurado que o componente ótico de segurança 12 0 pode ser observado. Como uma variante, as camadas 125, 126, 127 podem ser combinadas para formar um suporte uniforme 122 em que o componente ótico de segurança está encapsulado. No exemplo na figura 12B o componente ótico de segurança está fixado a uma primeira camada 122 que forma um suporte, sendo o conjunto coberto com uma camada 124 fabricada de um material transparente. Uma janela transparente 123 é prevista na camada de suporte 122 para permitir que o componente ótico de segurança 120 seja observado em transmissão. A janela transparente pode consistir em um vão ou em um material localmente transparente. O documento 1 assim produzido é um documento protegido, tal como uma carteira de identidade ou uma nota bancária equipada com um fio de segurança, por exemplo.

O documento protegido assim obtido pode ser muito facilmente verificado por um usuário inexperiente, e a autenticação obtida é extremamente confiável. Conforme foi mostrado, o componente ótico de segurança plasmônico de acordo com a invenção possivelmente assumirá a forma de uma pelicula de segurança, cujas características podem ser verificadas a olho nu no espectro visivel. Uma autenticação visual do documento protegido é, portanto, possivel, inclusive na luz natural. Esta autenticação, baseada nos efeitos visuais que diferem em transmissão dependendo do eixo de rotação do componente é especialmente fácil de ser efetuada.

Na prática, um observador possivelmente verificará o documento protegido observado o componente plasmônico em transmissão em frente de uma fonte de luz branca. Alternativamente, será possivel se verificar o componente de segurança colocando-se o mesmo em um suporte emissor de luz.

Embora tenha sido descrito por meio de um determinado número de modalidades, o componente ótico de segurança de acordo com a invenção e o método para a fabricação deste componente compreendem diversas variantes, modificações e melhoramentos que se tornarão óbvios aos versados na técnica, ficando subentendido que estas diversas variantes, modificações e melhoramentos incidem no 5 âmbito da invenção conforme ela vem definida pelas reivindicações apensas.

Claims (20)

1. Componente ótico de segurança plasmônico destinado a ser observado em transmissão, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: duas camadas dielétricas transparentes (101, 103) ; e - uma camada metálica (102) disposta entre as ditas duas camadas dielétricas transparentes para formar duas interfaces dielétrica/metálica (105, 106), sendo pelo menos uma parte de uma área da camada metálica estruturada para formar ondulações (104) que são capazes de acoplar modos de plásmons de superfície suportados pelas ditas duas interfaces dielétrica/metálica com uma onda de luz incidente, sendo as ondulações dispostas em uma primeira direção principal em uma primeira zona de acoplamento e em uma segunda direção principal, substancialmente perpendicular à primeira direção principal, em pelo menos uma segunda zona de acoplamento separada da primeira zona de acoplamento, sendo a camada metálica contínua em cada uma das zonas de acoplamento, em que a primeira zona de acoplamento e a pelo menos segunda zona de acoplamento exibem um contraste visual quando o componente é observado na transmissão a olho nu.

2. Componente ótico de segurança, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que duas das zonas de acoplamento formam padrões complementares (71, 72) .

3. Componente ótico de segurança, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que uma parte das ondulações é disposta concentricamente.

4. Componente ótico de segurança, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos uma parte das ondulações é disposta radialmente.

5. Componente ótico de segurança, de acordo qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3 ou 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada metálica compreende ainda uma zona sem estruturação.

6. Componente ótico de segurança, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4 ou 5, CARACTERIZADO pelo fato de que tendo as ondulações um passo compreendido entre 100 nm e 600 nm e uma profundidade compreendida entre 10 % e 30 % o passo.

7. Componente ótico de segurança, de acordo qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, CARACTERIZADO pelo fato a diferença entre os índices de refração dos dielétricos transparentes que formam estas camadas é inferior a 0,1.

8. Componente ótico de segurança, de acordo qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, CARACTERIZADO pelo fato pelo menos uma parte da camada metálica é formada de prata e a sua espessura é compreendida entre 20 e 60 nm.

9. Componente ótico de segurança, de acordo qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 8, CARACTERIZADO pelo fato pelo menos uma parte da camada metálica é formada de lâmina e a sua espessura é compreendida entre 10 e 30 nm.

10. Componente ótico de segurança, de acordo qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, CARACTERIZADO pelo fato a camada metálica é formada de um único metal.

11. Componente ótico de segurança, de acordo qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, CARACTERIZADO pelo fato de que a camada metálica compreende pelo menos duas partes, sendo cada uma delas formada de um metal diferente.

12. Elemento ótico de segurança, CARACTERIZADO pelo fato de que é destinado a proteger um documento compreendendo pelo menos um componente ótico de segurança de qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ou 11.

13. Elemento ótico de segurança, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende uma película de suporte portando uma das camadas dielétricas transparentes.

14. Elemento ótico de segurança, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 ou 13, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende uma película adesiva disposta em uma das camadas dielétricas transparentes.

15. Documento protegido (1) CARACTERIZADO pelo fato de que compreende um suporte (112) e um componente ótico de segurança de qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ou 11, ou um elemento ótico de segurança de qualquer uma das reivindicações 12, 13 ou 14, fixado a este suporte, compreendendo este suporte uma zona transparente (113) na qual o componente ótico de segurança está disposto.

16. Documento protegido (1) CARACTERIZADO pelo fato de que compreende um suporte (122) e um componente ótico de segurança de qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ou 11, ou um elemento ótico de segurança de qualquer uma das reivindicações 12, 13 ou 14, encapsulado neste suporte, compreendendo o suporte zonas transparentes (123, 124) dos dois lados deste componente ótico de segurança.

17. Método para a fabricação de um componente ótico de segurança plasmônico CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: - a deposição de uma camada metálica sobre uma primeira camada dielétrica transparente (103); e - o encapsulamento da camada metálica com uma segunda camada dielétrica (101) para formar interfaces dielétrica/metálica (105, 106), em que pelo menos uma parte da área da camada metálica é estruturada para formar ondulações (104) que são capazes de acoplar modos de plásmon de superfície sustentados por estas interfaces dielétrica/metálica com uma onda de luz incidente, sendo as ondulações dispostas em uma primeira direção principal em uma primeira zona de acoplamento e em uma segunda direção principal substancialmente perpendicular à primeira direção principal, em pelo menos uma segunda zona de acoplamento separada da primeira zona de acoplamento, sendo a camada metálica contínua em cada uma das zonas de acoplamento, em que a primeira zona de acoplamento e a pelo menos segunda zona de acoplamento exibem um contraste visual quando o componente é observado na transmissão a olho nu.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira camada dielétrica é estrutura para formar estas ondulações e a camada metálica é depositada com uma espessura substancialmente constante, sobre esta primeira camada estruturada.

19. Método, de acordo com a reivindicação 18, CARACTERIZADO pelo fato de que a deposição da camada metálica compreende a deposição de uma primeira camada (108) compreendendo um primeiro metal em uma primeira parte da superfície da primeira camada dielétrica (103) e a deposição de pelo menos uma segunda camada (109) compreendendo um segundo metal sobre uma segunda parte da superfície da primeira camada dielétrica (103).

20. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 17, 18 ou 19, CARACTERIZADO pelo fato de que a deposição da camada metálica é conduzida seletivamente permitindo que padrões macroscópicos sejam visíveis a olho nu na transparência a ser definida.

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