CN112258975B

CN112258975B - 一种透明介质的防伪信息加工、读取、检测方法及装置

Info

Publication number: CN112258975B
Application number: CN202011062833.2A
Authority: CN
Inventors: 杨俊�; 程鹏
Original assignee: Beijing Pomegranate Science And Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Pomegranate Science And Technology Co ltd
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2023-03-31
Anticipated expiration: 2040-09-30
Also published as: CN112258975A

Abstract

涉及防伪技术领域，本申请公开一种透明介质的防伪信息加工、读取、检测方法及装置。获取标识图形，标识图形包括多个图形单元；在待加工介质内或表面上确定与每个图形单元对应的点元区域的位置信息；多个点元区域的投影图案与图形单元的图案一致；根据每个点元区域的位置信息，利用激光在待加工介质内或表面上形成与每个点元区域对应的数据标识区，数据标识区与非数据标识区的折射率不同。与现有技术相比，本申请的可通过在透明介质表面或内部形成多个点元区域，通过激光加工形成点元区域对应的具有不同折射率的数据标识区，也就能够增加防伪标记识别的维度，进而提高标识图形的防伪性能。

Description

一种透明介质的防伪信息加工、读取、检测方法及装置

技术领域

本申请涉及防伪技术领域，具体而言，涉及一种透明介质的防伪信息加工、读取、检测方法及装置。

背景技术

目前钻石、水晶等宝石的真伪和品质鉴别，对于普通大众来说是很困难的。且由于现有技术中对宝石等材料的防伪识别，还主要依赖于纸质标签上的标记，如条形码或二维码标记，但对于宝石材料本身，普通用户使无法识别和鉴定的。用户在人为鉴定过程中往往基于过往的大量经验，这种验证方式并不具有通用性；此外，现有技术中防伪标识，基本依赖在二维平面内形成设定图案，这种标识图案能够记载的信息量相对单一且极易被复制，防伪的可靠性较低。

发明内容

为了解决现有宝石等材料防伪标识单一、防伪性能弱的技术问题，本申请的主要目的在于，提供一种能够提高宝石等材料防伪性能的一种材料防伪信息加工、读取、检测方法及装置。

为实现上述发明目的，本申请采用如下技术方案：

根据本申请的一个方面，提供一种透明介质的防伪信息加工方法，包括步骤：

获取标识图形，所述标识图形包括多个图形单元；

在待加工介质内或表面上确定与每个图形单元对应的点元区域的位置信息；多个点元区域的投影图案与图形单元的图案一致；

根据每个点元区域的位置信息，利用激光在待加工介质内或表面上形成与每个点元区域对应的数据标识区，所述数据标识区与非数据标识区的折射率不同。

根据本申请的一个实施方式，其中所述在待加工介质内或表面上确定与每个图形单元对应的点元区域的位置信息；包括：

每个标识图形对应的多个点元区域在一个投影方向上位于同一平面内；或者，

多个点元区域在不同投影方向上对应不同的标识图形。

根据本申请的一个实施方式，其中所述在待加工介质内或表面上确定与每个图形单元对应的点元区域的位置信息包括：

获取点元区域的位置信息的同时获取点元区域的光轴方向信息和/或光程延迟信息。

根据本申请的一个实施方式，其中所述数据标识区与非数据标识区的折射率不同，包括:

所述数据标识区的折射率呈周期分布的有序结构；

以及/或者:根据每个点元区域的位置信息获取激光加工参数，根据激光加工参数调整激光的偏振方向及入射脉冲参数，以使所述数据标识区与非数据标识区的折射率不同。

根据本申请的另一方面，提供一种透明介质的防伪信息检测方法，包括步骤：

经起偏器向待读取介质发射检测光线；

聚集调整至待读取的数据标识区位置；

根据数据标识区内各点元区域与所述待加工介质表面的间隔距离调整成像深度；

经检偏器获取数据标识区对应的投影图案；

根据投影图案中各点元区域对应的数据标识区成像为相应的像点，所述数据标识区与非数据标识区的折射率不同；

多次获取不同投影图案中数据标识区内各像点的折射率信息；

分别解码读取各像点的投影图案的数据信息。

根据本申请的一个实施方式，其中

所述根据投影图案中各点元区域对应的数据标识区成像为相应的像点，所述数据标识区与非数据标识区的折射率不同，包括：

根据每个标识图形对应的多个点元区域在一个投影方向上的位置信息，读取每个标识图形对应的各点元区域的折射率信息成像为相应的像点；

或者，根据多个点元区域在不同投影方向上对应不同的标识图形的位置信息，读取各标识图形内多个点元区域的折射率信息成像为相应的像点；

以及/或者；

读取数据标识区中多个点元区域的折射率信息，设定检偏器读取参数，以获得所述投影图像。

经检偏器检测投影图案；

根据标识图形中数据标识区的多个点元区域组成的光栅结构成像为相应的像点；

获取不同标识图形内各个像点所形成的多个投影图像；

根据获取的多个投影图像信息与对应投影方向预设的多个标识图形依次进行对比；

检测不同投影图像内所述数据标识区内构成的图像数据信息。

根据本申请的一个实施方式，其中所述根据获取的多个投影图像信息与对应投影方向预设的多个标识图形依次进行对比，包括：

根据获取多个投影图像信息的光轴和/或光程延迟信息，对应投影方向预设的多个标识图形依次进行对比。根据本申请的另一方面，提供一种透明介质的防伪信息加工装置，包括飞秒激光器、第一检偏件及固定台，使待加工物件设置于固定台，所述飞秒激光器及所述第一检偏件均与所述待加工物件同轴设置，所述待加工物件内设置有多个标识区，所述飞秒激光器产生的激光经过所述第一检偏件聚焦于所述标识区，以使所述标识区形成以使所述标识区形成点元区域，所述点元区域与非点元区域的折射率不同。

根据本申请的一个实施方式，其中还包括第二检偏器，在所述标识区内形成有多个所述点元区域，光线穿过多个所述点元区域及所述第二检偏器后形成有预设图像。

由上述技术方案可知，本申请的一种透明介质的防伪信息加工、读取、检测方法及加工装置的优点和积极效果在于：

可利用激光控制器对透明介质的表面或内部形成预设标识图案，具体方式是通过激光控制器在待加工介质内或表面上确定与所述图形单元对应的点元区域，并将点元区域加工在预设位置内，使多个点元区域的投影图案与图形单元的图案一致，根据每个点元区域的位置信息，利用激光在待加工介质内或表面上形成与每个点元区域对应的数据标识区，使所述数据标识区形成与非数据标识区的折射率不同，以增加对透明介质的防伪标识性能，与现有技术相比，通过本申请中对透明介质的加工方法处理的材料，不仅具有图形信息，还使图形信息具有不同的折射率作为防伪参数，进而将加了对透明介质如宝石等的防伪性能。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据一示例性实施方式示出的一种透明介质的防伪信息加工方法中多个点元区域一个投影结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

由于现有技术对宝石、蓝宝石、玻璃、水晶或钻石等对透明介质的防伪基本都是基于纸质的标签，目前在玻璃上有出现在玻璃表面刻蚀二维码或贴标签的相关技术，但对于宝石、蓝宝石、水晶或钻石等的防伪还是主要依赖于人为经验或纸质标签，缺少通用的检测方式，以便于普通用户能够识别不同的材料或品牌。因此本申请提供一种能够提高透明介质防伪信息的数据标识加工方法。

包括步骤：

获取标识图形，所述标识图形包括多个图形单元；

所述标识图形可在软件中预设标识图形的图案信息，并对所述透明介质材料的外形进扫描，控制飞秒激光控制器的加工路径，并判断所述标识区与所述透明介质的位置信息，以便于操控所述飞秒激光控制器进行加工。

应当理解的是，本领域技术人员可针对所述透明介质的尺寸信息，控制所述标识图形的尺寸及图案，并对所述标识图形的尺寸及图案进行调整，以增加透明介质材料的防伪性能，本领域技术人员可根据实际使用情况进行调整，本申请中并不对此做一一赘述。

应当理解的是，使所述数据标识区的折射率不同与非数据标识区的折射率，可控制加工参数及入射脉冲参数改变所述待加工介质的一个水平面内的折射率发生变化，还改变所述多层水平面内折射率，进而增加所述待加工介质的防伪性能。

作为示例，还可使同一水平面内的多个点元区域的折射率部分相同或各不相同，还可加工所述点元区域的在不同的投影平面内，进而在增加所述数据标识区的位置信息外，还可将改变所述点元区域与非点元区域的折射率信息，使所述折射率的信息作为新的防伪信息。

作为示例，还可是所述多个水平面的折射率变化成双折射现象，进而可使所述数据标识区的防伪信息具有双折射特性，进一步增加所述透明内介质的防伪性能。

多个点元区域在不同投影方向上对应不同的标识图形。

应当理解的是，可在处理器中形成的预设标识图形，将所述预设标识图形对应在所述透明介质内部形成标识图形，可控制飞秒脉冲激光对所述透明介质进行加工，使每个标识图形对应的多个点元区域在一个投影方向上位于同一平面内，或者使多个点元区域在不同的投影方向上对应不同的标识图形。

作为示例，将所述预设标识图形设置于对应所述待加工介质尺寸的二维码，在处理器中预设出需要设置的二维图案，将预设的二维码图案读取对应所述透明介质的位置信息形成与所述二维码图案一一对应的虚拟标识图形，控制所述飞秒脉冲激光器在对应所述虚拟标识图形进行加工，应当理解的是，所述点元区域对应所述二维码的间隔设置的信息点，多个所述点元区域的位置可在同一投影方向上组成标识图形对应的二维码对应的数据标识图案。

进一步的，多个点元区域在同一投影方向上与所述待加工介质的表面的间隔距离可设置为相同水平面内或设置为不同水平面内，换句话说，所述点元区域可在同一水平内间隔分布，也可在不同水平面内重叠或交错分布。

进一步的，当多个点元区域在不同水平面内重叠或交错分布时，在不同的投影方面上，所形成的标识图案可设置为相同或不同，进而进一步增加所述透明介质的防伪信息的验证参数，进而提高用户对透明介质的辨识力。

上述加工方法中，对飞秒脉冲激光的控制可依据对不同水平面内点元区域的加工进行调整，可在处理器预先设定好加工区域与所述透明介质表面的间隔距离，依次对不同水平面内的点元区域进行加工，在本申请中不对处理程序的控制的加工顺序做具体限定，本领域技术人员可根据实际加工环境及透明介质材料、形状对处理程序的控制及加工顺序进行调整，本申请中不再一一赘述。

为进一步加强所述点元区域的防伪标识信息，并使所述点元区域形成光栅结构的数据标识区，可在处理器内预先设置好对应标识图形中点元区域的光轴方向信息和/或光程延迟信息，光程延迟信息可通过设定对应的光程差进行获取，并控制飞秒脉冲激光加工控制入射脉冲参数对相应的点元区域的光程差，也就可以控制对应所述点元区域的光程延迟情况，或通过改变飞秒脉冲激光通过控制的偏振方向对多个点元区域的光轴进行调整，进一步增加所述数据标识区的防伪参数，在传统二维平面的防伪标识上，还可三维空间位置及对每个点元区域的光程延迟信息与光轴方向三个防伪参数，提高防伪性。

根据本申请的一个实施方式，其中，所述数据标识区与非数据标识区的折射率不同，包括:

所述数据标识区的折射率呈周期分布的有序结构。

应当理解的是，通过所述飞秒脉冲激光器对所述待加工介质内或表面进行加工时，使所述点元区域的折射率与非点元区域的折射率发生变化，或者通过激光在对应点元区域内的介质区的折射率与非点元区域的折射率控制为不同，并进一步调整加工参数的变化，使多个所述点元区域的折射率呈周期性分布的有序变化的结构。

作为示例，所述折射率呈周期性分布的有序变化的结构可成光栅结构，在控制所述激光加工参数，如脉冲个数、脉冲时间等变量时，所述光栅结构可具有纳米级，即形成纳米级的光栅结构，进而使所述数据标识区具有光栅的光学结构特性，进而增加材料的防伪标识性能。

根据本申请的一个实施方式，其中，数据标识区与非数据标识区的折射率不同，包括:

根据每个点元区域的位置信息获取激光加工参数，根据激光加工参数调整激光的偏振方向及入射脉冲参数，以使所述数据标识区与非数据标识区的折射率不同。

作为示例，可通过标识图形确定激光加工参数，根据激光加工参数调整激光加工的偏正方向及入射的脉冲参数，所述入射的脉冲参数可包括飞秒激光器的扫描方向及脉冲个数，进而可控制在所述点元区域内形成目标的光栅结构的数据标识区。

根据本申请的另一方面，提供一种透明介质的防伪信息读取方法，包括步骤：

经起偏器向待读取介质发射检测光线；

聚集调整至待读取的数据标识区位置；

经检偏器获取数据标识区对应的投影图案；

分别解码读取各像点的投影图案的数据信息。

应当理解的是，通过起偏器读取介质发射的检测光线，将检测光线聚集待读取的数据标识区位置，进而加强所述待读取的数据标识区位置的检测光的强度，根据数据标识区内各点元区域与所述待加工介质表面的间隔距离调整为相应的成像深度，应当注意的是，所述检测光线是通过对所数据标识区域位置的各个点元区域进行读取的，并通过每次对所述点元区域的位置读取，可通过对读取相应点元区域的数据标识区记载信息，及时调整加工过程中的点元区域的位置及点元区域信息的加工，进而使所述点元区域信息进行加工，形成具有折射率不同的数据标识区。

根据本申请的一个实施方式，其中所述根据投影图案中各点元区域对应的数据标识区成像为相应的像点，所述数据标识区与非数据标识区的折射率不同，包括：

或者，根据多个点元区域在不同投影方向上对应不同的标识图形的位置信息，读取各标识图形内多个点元区域的折射率信息成像为相应的像点。

应当理解的是，可调整检测光线的入射角度，检测不同投影方向的数据标识区的点元区域信息，进而可检测不同水平面及投影方向上所述数据标识区记载的数据信息，并以此调整加工过程中对是点元区域信息的加工载入过程进行实时调整。

根据本申请的一个实施方式，其中，所述根据投影图案中各点元区域对应的数据标识区成像为相应的像点，所述数据标识区与非数据标识区的折射率不同，包括：

应当理解的是，所述数据标识区的折射率不同，通过设置检偏器的读取参数，可对应读取对应所述数据标识区内的投影图像。在读取各个点元区域的数据信息时，可通过随对预设点元区域的折射率信息进行监测、换算并读取，当所述点元区域发生双折射现象时，还可根据双折现象判断所述点元区域是否具有光栅结构，并通过对多个所述点元区域的折射率读取所述数据标识区是否发生双折射现象，进一步的可对所述加工方法中对所述点元区域的光轴、光程延迟、入射脉冲参数及偏振方向进行实时调整。

根据本申请另一方面，提供一种透明介质的防伪信息检测方法，包括步骤：

经检偏器检测投影图案；

获取不同标识图形内各个像点所形成的多个投影图像；

应当理解的是，检测过程中，需要对每个数据标识区不同投影方向的多个投影图像分别与多个所述标识图形进行对比，当检测一个投影方向上所述投影图像与预设的标识图形均一致时，可判断所述透明介质为用户所需的产品。

根据获取多个投影图像信息的光轴和/或光程延迟信息，对应投影方向预设的多个标识图形依次进行对比。

作为示例，可通过检测多个投影图像的偏振方向与入射脉冲参数来确定所述光轴和/或光程延迟信息，与对应投影方向预设的多个标识图形依次进行对比，若检测到的光轴和/或光程延迟信息与预设的多个表述图形均一致，则判断检测的产品为用户所需的产品。

当然，本领域技术人员为增加检测的准确性，还可循环执行检测对比过程。

作为示例，还可检测多个所述多个点元区域的折射率信息，或所述光栅结构数据标识区光栅宽度等结构特征，并与预设的标识图形的进行对比，进一步增加防伪验证过程的可对照性，提高产品的防伪性。

根据本申请的另一方面，提供一种透明介质的防伪信息加工装置，包括飞秒激光器、第一检偏件及固定台，使待加工物件设置于固定台，所述飞秒激光器及所述第一检偏件均与所述待加工物件同轴设置，所述待加工物件内设置有多个标识区，所述飞秒激光器产生的激光经过所述第一检偏件聚焦于所述标识区，以使所述标识区形成点元区域，所述点元区域与非点元区域的折射率不同。

本发明旨在解决透明宝石(水晶、钻石等)内部微缩信息(包括图片、文字和二维码等)写入和读取中遇到的困难，利用飞秒激光在宝石内部产生微结构的双折射特性，采用偏光检测技术提高微缩信息写入和读取的保真度。在信息写入过程中对写入状态进行同步检测，在检测光路中加入两片正交偏振片，一旦具有双折射特性的信息位被写入，即可通过光电探测器检测到高对比度的光信号，从而保证所有的微缩信息位均被准确写入。在信息读取过程，在读取光路中加入两片正交偏振片，可以获得高对比度的双折射点元信号，提高信息读取的成功率。

飞秒激光经过聚焦后，可以使透明材料焦点位置发生能量的非线性吸收，在不损伤材料表面的前提下，实现透明材料内部结构的加工。因此使用飞秒激光在材料内部进行计算防伪信息的加工成为一种很有潜力的加工方法。在写入信息点元尺寸较小(比如直径1微米或更小)时，通常采用较小的激光功率，这时透射显微镜中观察衬度较小，不易识别；另一方面，由于写入的激光功率接近阈值，一旦材料不均匀或外界有振动影响，则信息写入的误码率较高。因此，如何提高微缩信息写入和读取的保真度成为亟待解决的关键问题。

应当了解的是，飞秒激光在宝石内部可辐照形成的纳米级的光栅，主要通过控制偏振方向及入射脉冲参数来实现对纳米光栅结构光轴和光程延迟(光程差)的调节，所以除了在介质空间上的三个维度，光轴方向可以作为第四维度进行旋转，其变化范围从0\O到180\ O，此外光程延迟可以作为第五维度通过改变辐照条件进行调控，因而可实现在五维光学数据防伪。相对于三维平面的光学微缩信息，五维光学微缩信息增加了轴向的二维，能够实现多层信息写入和读取，因此具备更好的防伪功能。

飞秒激光在透明宝石内部加工出微缩防伪信息，微缩防伪信息位于透明宝石内部不易磨损，保证了防伪信息的准确性。在信息的写入和读取过程中，利用微结构的双折射特性，实现了基于偏振方向、光强以及三维空间的五维度光学防伪。

在加工过程中可控制飞秒脉冲激光器的辐照脉冲数目达到至少 100个以上时，在点元区域形成的光栅结构，进而取代对应三维中的平面标识图案，随着脉冲数量的增加，所述光栅结构的周期逐渐变小直至趋于稳定，即光栅的变化周期T＝λ/2n，其中T为光上的变化周期，λ为入射波的波长，n为脉冲个数，进而形成的光栅平面大小也非常逐渐均匀。

本发明的方案包括以下几个步骤：

用飞秒激光在宝石内部直写微缩防伪信息进行识别与防伪，由于微缩信息种类取决于飞秒激光与宝石非线性作用过程，其激发波长和发射波长不仅依赖于宝石的材质，还与加工参数有关，难以进行仿制。

当控制脉冲能量的辐照区域会形成一种折射率呈亚波长周期分布的有序结构，并具有明显的光学双折射效应，因而被称为纳米光栅。纳米光栅形成区域存在光学双折射，其来源是纳米光栅区域的折射率得到了周期性的调制。由于折射率不同的薄层和厚层交替排布，使得平行于层间界面的光通过时有较大折射率，因此当两个互相垂直的偏振分量同时穿过光栅区域时，就会形成位相差，产生双折射。

应当理解的是，透明材料的激光聚焦区域由于加热融化并快速冷凝导致折射率发生变化。由折射率为n₁有很高浓度含氧缺陷的薄层及折射率为n₂的厚层交替排列形成。这种结构可以产生高达-0.1的折射率变化(与未经过加工的材料相比)，且能表现出单轴双折射材料的性质。

纳米光栅结构这种由两个不同折射率层，沿着入射光偏振方向周期性的交替排列，使它自身能够表现出单轴双折射材料的性质，产生双折射现象，双折射是指一条入射光线产生两条折射光线的现象。

作为示例，还可检测或读取所述数据标识区内多个不同投影方向上或不同水平面内的多个点元区域的双折射信号强度，进而确定对应光栅结构形成后的参数数据，具体的可确定透过所述数据标识区内的光栅结构的光强大小，来判断所述双折射信号的强弱。双折射信号强度就是透过两个偏振片之后的发光强度。纳米光栅没有形成时，透过的光弱，双折射信号也弱。当纳米光栅彻底形成时，透过的光强，双折射信号也强。

作为示例，水晶出现在所述数据标识区内的多个点元区域出现光栅变化时，所述飞秒激光的脉冲能量阈值在0.1μJ-0.2μJ，而光学双折射则在脉冲能量大于等于0.2μJ以上。

可控制脉冲能量提高至50μJ及以上时，扫描形成的投影图案的光栅线条在偏光显微镜中仍可检测出光学双折射特性，本领域技术人员可调整样品与两个偏振片之间的相对位置，使透射光强度变化与其他低脉冲能量刻写的线条一致，来判断双折射性质或所述光栅结构特性的变化。

需要说明的是，当光线进入光折射材料时，会形成两条相互垂直的折射光线。两个偏振片是两个垂直的偏振片，正常光线经过两个垂直偏振片，不会有光透过。但经过双折射后的两条垂直光线，可以通过两个偏振片，在显微镜上看到明亮的光线，进而可判断检测材料是否形成光栅结构。

作为示例，在脉冲能量为0.4μJ，探测光波长为546nm的适应玻璃中，形成光栅结构的数据标识区，随着脉冲数量的增加，材料的光程延迟逐渐变高，光栅逐渐形成，而光栅彻底形成时，光程延迟不在改变。具体的，光程延迟值R与双折射强度Δn之间的对应关系为 R＝Δn×d，其中d为双折射层的厚度(即光栅的横截面长度)，Δn为形成的两个折射层的折射率差值。

在对透明内介质的数据标识加工、读取及检测方法中，可设定所述每个点元区域对应的光栅结构的数据标识区的形状，并通过控制脉冲能量、入射的脉冲个数，判断双折射信号强度，进而判断所述光栅结构的形成后的结构特征。

在通过设定所述飞秒激光脉冲器的扫描方向相同的情况下，可通过改变所述光程延迟值的大小来确定激光入射的偏振方向与扫描方向夹角，进而将确定所述双折射信号强度的大小，进而确定数据标识区内光栅结构的特性，并对预设的标识图形进行对比。

在加工、读取或检测过程中，可及时调整对应加工材料的光程延迟值、偏振方向、扫描方向及脉冲个数确定所述数据标识区内折射录或光栅结构的特性，并对预设的标识图形进行对比。

以下为对应本发明一种透明介质的防伪信息加工、读取、检测方法及装置的具体应用实例：

实例1将水晶的防伪信息，包括厂家、材料、纯度以及商品的防伪编码由软件Ezcad通过DATAMATRIX二维码制码方式生成二维码；

二维码大小一般为50-200μm，分别率为10x10-35x35，像素点间距为1-10μm，飞秒激光写入的二维码可以是圆点，也可以是方点。

通过同轴CCD相机对水晶加工位置进行定位，计算出待加工位置。

飞秒激光器的中心波长为1035nm，重复频率为50-200KHz，功率为0.1-0.5w，扫描速度为200-10000mm/s，曝光时间10-500ms。将水晶放置于计算机控制的三维可移动平台上，激光脉冲经过衰减片衰减后，通过显微镜系统聚焦到水晶内部指定的深度。通过调节衰减片、更换显微物镜或改变三维平台的移动速度，可以改变飞秒激光的辐照参数。可通过控制三维平台的移动在水晶内部由下至上写入直线形结构，通过CCD实时观测样品形貌。依次改变激光的输出功率、重复频率、曝光时间分析其对二维码图案的影响，找到最佳组合参数以获得清晰的二维码图案。

使用具有视频图像放大功能的小型摄像机将水晶内部的二维码的图形采集并放大至二维码设备可识别范围。

将放大后的图形传输至二维码解码设备或通过相关计算机软件进行识别。

实例2由于钻石和水晶材料的不同，加工钻石采用飞秒激光的功率为0.01-0.1W。

将钻石的防伪信息，包括厂家、材料、纯度以及商品的防伪编码由软件Ezcad通过DATAMATRIX二维码制码方式生成二维码；

二维码大小一般为50-200μm，分辨率为10x10-35x35，像素点间距为1-10μm，飞秒激光写入的二维码可以是圆点，也可以是方点。

通过同轴CCD相机对钻石加工位置进行定位，计算出待加工位置。

飞秒激光器的中心波长为1035nm，重复频率为50-200KHz，功率为0.01-0.1w，扫描速度为200-10000mm/s，曝光时间10-500ms。

将钻石放置于计算机控制的三维可移动平台上，激光脉冲经过衰减片衰减后，通过显微镜系统聚焦到钻石内部指定的深度。通过调节衰减片、更换显微物镜或改变三维平台的移动速度，可以改变飞秒激光的辐照参数。可通过控制三维平台的移动在钻石内部由下至上写入直线形结构，通过CCD实时观测样品形貌。

依次改变激光的输出功率、重复频率、曝光时间分析其对二维码图案的影响，找到最佳组合参数以获得清晰的二维码图案。

使用具有视频图像放大功能的小型摄像机将钻石内部的二维码的图形采集并放大至二维码设备可识别范围。

参考如图1是根据一示例性实施方式示出的一种透明介质的防伪信息加工方法中多个点元区域一个投影结构示意图。

飞秒激光与石英玻璃相互作用时，聚焦区域内能量高于阈值时，纳米光栅结构的形成过程基本分为三个阶段。

第一阶段：独立的纳米尺度结构变化：前几十个脉冲的作用，逐步在所述标识区形成点元区域，形成了离散的纳米级结构变化，同时所述点元区域与非点元区域的折射率开始不同，且它们的平面已经沿着入射光的偏振方向排列，但是在聚焦区域以扫线方式形成的路径上，还有很大的区域没发生变化。这些形成了纳米结构变化区域没有周期性且大小也没有规律，如图1中(a)所示。

第二个阶段：纳米光栅结构雏形：随着辐照脉冲数目的增加，约 100个脉冲，周期性纳米结构逐渐显现，也就是在所述点元区域的折射率开始成周期性发生变化。在前一个阶段纳米结构变化区域的空白位置上，开始有一定量的纳米光栅平面出现，周期性逐渐显现，结构的大小开始变的有规律，如图1中(b)所示。

第三个阶段：纳米光栅结构形成。这个阶段典型的特点是有明显的周期性。当辐照的脉冲数目达到数百个时，第一阶段的空白区域被新形成的纳米光栅结构的平面取代，光栅的周期逐渐变小直至趋于稳定，即周期T＝λ/2n，形成的光栅平面大小也非常均匀，如图1中(c) 所示。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种透明介质的防伪信息加工方法，其特征在于，包括步骤：

获取标识图形，所述标识图形包括多个图形单元；

根据每个点元区域的位置信息，利用激光在待加工介质内或表面上形成与每个点元区域对应的数据标识区，所述数据标识区与非数据标识区的折射率不同；

所述在待加工介质内或表面上确定与每个图形单元对应的点元区域的位置信息，包括：

多个点元区域在不同投影方向上对应不同的标识图形；

在所述待加工介质内设置有多个标识区，在所述标识区内形成点元区域；

所述标识图形为在软件中预设标识图形的图案信息，并对所述透明介质材料的外形进扫描，获得加工路径，判断所述标识区与所述透明介质的位置信息；

所述数据标识区的折射率呈周期分布的有序结构；

所述在待加工介质内或表面上确定与每个图形单元对应的点元区域的位置信息包括：

2.如权利要求1所述的透明介质的防伪信息加工方法，其特征在于，所述数据标识区与非数据标识区的折射率不同，其中:

3.一种透明介质的防伪信息读取方法，其特征在于，权利要求1-2任一项所述的透明介质的防伪信息加工方法制备的透明介质的防伪信息通过所述透明介质的防伪信息读取方法进行读取，其中所述透明介质的防伪信息读取方法包括步骤：

经起偏器向待读取介质发射检测光线；

聚集调整至待读取的数据标识区位置；

根据数据标识区内各点元区域与待加工介质表面的间隔距离调整成像深度；

经检偏器获取数据标识区对应的投影图案；

分别解码读取各像点的投影图案的数据信息。

4.如权利要求3所述的透明介质的防伪信息读取方法，其特征在于，所述根据投影图案中各点元区域对应的数据标识区成像为相应的像点，所述数据标识区与非数据标识区的折射率不同，包括：

或者，根据多个点元区域在不同投影方向上对应不同的标识图形的位置信息，读取各标识图形内多个点元区域的折射率信息成像为相应的像点;

以及/或者：

读取数据标识区中多个点元区域的折射率信息，设定检偏器读取参数，以获得投影图像。

5.一种透明介质的防伪信息检测方法，其特征在于，权利要求1-2任一项所述的透明介质的防伪信息加工方法制备的透明介质的防伪信息通过所述透明介质的防伪信息检测方法进行检测，其中所述透明介质的防伪信息检测方法包括步骤：

经检偏器检测投影图案；

根据标识图形中数据标识区的多个点元区域组成的与非点元区域折射率不同的数据标识区成像为相应的像点；

获取不同标识图形内各个像点所形成的多个投影图像；

6.如权利要求5所述的透明介质的防伪信息检测方法，其特征在于，所述根据获取的多个投影图像信息与对应投影方向预设的多个标识图形依次进行对比，包括：

7.一种透明介质的防伪信息加工装置，其特征在于，权利要求1-2任一项所述的透明介质的防伪信息加工方法通过所述透明介质的防伪信息加工装置制得，其中所述透明介质的防伪信息加工装置包括飞秒激光器、第一检偏件及固定台，使待加工物件设置于固定台，所述飞秒激光器及所述第一检偏件均与所述待加工物件同轴设置，所述待加工物件内设置有多个标识区，所述飞秒激光器产生的激光经过所述第一检偏件聚焦于所述标识区，以使所述标识区形成点元区域，所述点元区域与非点元区域的折射率不同。

8.如权利要求7所述的透明介质的防伪信息加工装置，其特征在于，还包括第二检偏器，在所述标识区内形成有多个所述点元区域，光线穿过多个所述点元区域及所述第二检偏器后形成有预设图像。