CN112296511B - 宝石的微缩标识加工、读取、检测方法及加工装置 - Google Patents

宝石的微缩标识加工、读取、检测方法及加工装置 Download PDF

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Abstract

涉及防伪技术领域，本申请公开一种宝石的微缩标识加工、读取、检测方法及加工装置。获取标识图形，标识图形包括多个图形单元；在待加工宝石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，利用激光在待加工宝石内或表面上形成与每个点元区域对应的具有色心转变结构的数据标识区。与现有技术先比，本申请的可通过在宝石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色心转变结构的数据标识区，进而使数据标识区相应的具有色心转变的特性，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

宝石的微缩标识加工、读取、检测方法及加工装置
技术领域
本申请涉及防伪技术领域，具体而言，涉及一种宝石的微缩标识加工、读取、检测方法及加工装置。
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。
专利CN110626086A公开了一种玻璃内部皮秒激光内雕微型二维码的方法，实现清晰的小尺寸二维码的玻璃激光内雕加工，并通过工艺相机视觉系统扫描识别与读取。然而，皮秒激光内雕产生的图案对比度较低，必须用透射显微或者相衬显微读出，同时，皮秒内雕产生的微孔和微裂纹也对材料产生一定程度的破坏。
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，提供一种宝石的微缩标识加工方法，包括步骤：
获取微缩标识图形信息，所述标识图形包括多个图形单元；
在待加工宝石上确定与每个图形单元对应的点元区域的位置信息；
根据每个点元区域的位置信息，利用激光在待加工宝石上对各个点元区域进行加工，以对应的图形单元确定具体的点元区域的加工目标；
多个点元区域其中一部分形成色心转变区；
加工后的多个点元区域组成数据标识区。
根据本申请的一个实施方式，其中所述在待加工宝石上确定与每个图形单元对应的点元区域的位置信息；包括：
多个点元区域在一个投影方向上投影为预设的标识图形；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；或者，
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，其中所述多个点元区域其中一部分形成色心转变区，其中:
所述色心转变区为电子被激发形成的高空间分辨率的色心缺陷，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，以使所述点元区域形成具有色心转变结构的数据标识区。
根据本申请的另一方面，提供一种宝石的数据标识检测方法，包括步骤：
向待读取宝石发射检测光线；
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宝石表面的间隔距离调整成像深度；
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的色心转变结构成像为相应的像点；
多次获取不同投影图案；
分别解码读取数据标识区内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的色心转变结构成像为相应的像点，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色心转变结构成像为相应的像点；
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色心转变结构成像为相应的像点。
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的色心转变结构成像为相应的像点，包括：
读取数据标识区中多个点元区域的荧光信息，设定检偏器读取参数，以获得所述投影图像。
根据本申请的一个实施方式，其中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色心转变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，提供一种宝石的数据标识加工装置，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具有色心转变结构的点元区域。
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，本申请的一种宝石的数据标识加工、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宝石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宝石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，利用激光在待加工宝石内或表面上形成与每个点元区域对应的色心转变结构的数据标识区，进而使所述数据标识区具有色心转变的显示效果，以增加对宝石的防伪标识性能，与现有技术先比，通过本申请中对宝石的加工方法处理的材料，不仅具有图形信息，还使图形信息具有荧光色心转变特性，进而将加了对宝石如宝石等的防伪性能。
本申请提供一种基于飞秒激光的透明宝石防伪方法，该方法利用飞秒激光辐照透明宝石产生色心缺陷来写入微缩防伪信息(包括图片、文字、二维码等)。在普通照明条件下，用显微镜观察不到该微缩信息，然而用特定波长的光源照明时可以激发色心缺陷发光，产生高对比度的荧光图像。
附图说明
图1为本申请实施例数据标识加工装置结构示意图；
图2为在钻石内部诱导色心缺陷的示意图。
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、水晶或钻石等对宝石的防伪或识别技术存在的各种不足，且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宝石防伪信息的一种微缩数据标识加工方法。
本申请实施例主要包括步骤：
获取微缩标识图形信息，所述标识图形包括多个图形单元；
在待加工宝石上确定与每个图形单元对应的点元区域的位置信息；
根据每个点元区域的位置信息，利用激光在待加工宝石上对各个点元区域进行加工，以对应的图形单元确定具体的点元区域的加工目标；
多个点元区域其中一部分形成色心转变区；
加工后的多个点元区域组成数据标识区。利用飞秒激光在宝石内部直写形成的色心缺陷点阵图案进行识别与防伪，由于色心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；
在宝石内部进行微缩信息的高分辨写入，结构总体尺寸不影响宝石本身的品质和评级，例如可以对尺寸不超过50*50um的微型二维码进行高分辨写入。
所述标识图形可在软件中预设标识图形的图案信息，并对所述宝石材料的外形进扫描，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宝石的位置信息，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宝石的尺寸信息，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，以增加宝石材料的防伪性能，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。
根据本申请的一个实施方式，其中所述在待加工宝石上确定与每个图形单元对应的点元区域的位置信息；包括：
多个点元区域在一个投影方向上投影为预设的标识图形；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；或者，
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。
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宝石内部形成标识图形，可控制飞秒脉冲激光对所述宝石进行加工，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宝石尺寸的二维码，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宝石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宝石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宝石的防伪信息的验证参数，进而提高用户对宝石的辨识力。
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宝石表面的间隔距离，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宝石材料、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。
根据本申请的一个实施方式，其中所述在待加工宝石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。
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色心转变结构的数据标识区，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，其中所述根据每个点元区域的位置信息，利用激光在待加工宝石内或表面上形成与每个点元区域对应的具有色心转变结构的数据标识区，包括:
所述色心转变区为电子被激发形成的高空间分辨率的色心缺陷。也就是说，在透明宝石内部写入微缩信息(包括图片、文字、二维码等)。该微缩信息由飞秒激光在宝石内部辐照产生的高空间分辨率的色心缺陷阵列组成，在普通照明条件下，用显微镜观察不到该微缩信息，然而用特定波长的光源照明时可以激发色心缺陷发光，产生高对比度的荧光图像。与基于微爆和折射率变化等机制的信息写入方法相比，所需激光能量低，对宝石损伤较小，同时色心缺陷折射率变化小，可以有效消除多层信息的层间串扰，大幅增加微缩信息的写入层数。
飞秒激光由于脉宽非常短，经聚焦后可以使宝石产生色心缺陷，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。色心是指晶体中对可见光产生选择性吸收的缺陷部位。一些晶体，在缺陷部位电子跃迁所需能量减小到与可见光相当的程度。这些缺陷部位就会产生对可见光的选择性吸收面使晶体呈色。色心缺陷理论可参见：2003年Akselord等报导了在氧化铝单晶中基于色心的三维光存储研究[SPIE,2003,5069:244-251]，2007年余娟等报导了在LiF晶体中飞秒激光产生F2色心向F3+色心的转变，采用405nm的蓝光激发，通过探测F3+色心产生的540nm荧光，实现了对信息位的反射共焦读出[光子学报，2007,36,627-630]。
在防伪领域，晶体的点缺陷有着特殊的价值。宝石经过激光加工后会产生色心缺陷，若用特定光源照射，可清晰地看到微缩信息，这在防伪领域有着巨大的潜在应用价值。
根据本申请的一个实施方式，其中所述根据每个点元区域的位置信息，利用激光在待加工宝石内或表面上形成与每个点元区域对应的具有色心转变结构的数据标识区，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，以使所述点元区域形成具有色心转变结构的数据标识区。
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色心转变结构的数据标识区。
根据本申请的另一方面，提供一种宝石的数据标识读取方法，包括步骤：
向待读取宝石发射检测光线；
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宝石表面的间隔距离调整成像深度；
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的色心转变结构成像为相应的像点；
多次获取不同投影图案；
分别解码读取数据标识区内的投影图案的数据信息。
在普通照明条件下，用显微镜观察不到该微缩信息，然而用特定波长的光源照明时可以激发色心缺陷发光，产生高对比度的荧光图像。
与基于微爆和折射率变化等机制的信息写入方法相比，所需激光能量低，对宝石损伤较小，同时色心缺陷折射率变化小，可以有效消除多层信息的层间串扰，大幅增加微缩信息的写入层数。
应当理解的是，通过起偏器读取宝石发射的检测光线，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宝石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，形成具有色心转变结构的数据标识区。
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的色心转变结构成像为相应的像点，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色心转变结构成像为相应的像点；
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色心转变结构成像为相应的像点。
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的色心转变结构成像为相应的像点，包括：
读取数据标识区中多个点元区域的荧光信息，设定检偏器读取参数，以获得所述投影图像。
应当理解的是，所述数据标识区具色心转变结构，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荧光信息进行监测、换算并读取，当所述点元区域发生荧光色心现象时，可判断所述点元区域具有色心转变结构，并通过对多个所述点元区域的荧光或是否发生色心变换现象的读取，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，提供一种宝石的数据标识检测方法，包括步骤：
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色心转变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。
应当理解的是，可在激光加工过程，利用上述检测方法对加工结果进行闭环检测，以便与加工同步进行检测加工结果，避免成形。
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。
作为示例，可通过检测多个投影图像的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，还可检测多个所述点元区域的荧光信息，或所述色心转变结构数据标识区色心转变等结构特征，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，如图1所示意，提供一种宝石的数据标识加工装置，包括飞秒激光器、显微镜及固定台，使待加工物件设置于固定台，所述飞秒激光器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显微镜聚焦于所述标识区，以使所述标识区形成具有空腔结构的点元区域。
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色心转变。飞秒脉冲具有高峰值功率、高场强的特点，当飞秒脉冲聚焦于石英结晶体(水晶)内部时，伴随超连续谱的产生，在光致电离、雪崩电离和电子空穴复合的综合作用下，石英结晶体内部可形成大量的自由电子。
脉冲时间各点功率密度会随超短激光脉宽的变化而变化，并进一步引起电离机制的变化。脉宽不同，多光子电离与雪崩电离所起的作用不同。多光子电离与光强密切相关，因此电子的产生主要发生在脉冲的峰值位置，而脉宽越短，峰值功率越高，多光子机制就越明显。尽管如此，雪崩电离在加工过程中仍占据主导地位。
在0.1～1ps范围内，电子密度随脉宽的减小而增大。电子密度越大，产生缺陷的可能性就越大。缺陷能级可容纳的电子数是有限的，因而缺陷浓度不可能随着由于脉宽减小而产生的越来越多的电子数而无限增加；脉宽较大时产生的电子密度较小，因而缺陷浓度较小，随脉宽的缩短电子密度变大，缺陷浓度随之增加，并在253fs左右达到最大值，进一步减小脉宽时大量电子产生大量的缺陷，过大的缺陷浓度可能使样品内部产生浓度淬灭，荧光强度减小。另一方面，电子浓度相对较大时产生的等离子体密度过大，对激光产生屏蔽效应，透射率降低，阻碍了激光对样品内部的进一步照射，产生的电子密度减少，样品内部的缺陷浓度也随之下降。
对应的激光脉宽为253fs。在254nm紫外灯照射下产生的红色荧光强度随着激光功率的增加先增加后趋于平缓。在激光辐照下，纯石英结晶体内的电子数密度随着激光功率的增加而逐渐变大，处于激发态的电子破坏石英结晶体的内部结构而产生缺陷。功率越大，电子密度越大，产生的缺陷越多。但是，当电子密度达到一定数值时，产生的等离子体云将对入射激光产生屏蔽作用，或者由于缺陷的浓度淬灭，缺陷浓度无法随着激光的增大而无限增大。由此可见，产生红色荧光的最优条件是激光脉宽约253fs，激光功率约13mW。
以下为对应本发明一种宝石的微缩标识加工、读取、检测方法及加工装置的具体应用实例：
实例1飞秒激光通过诱导色心在水晶内部写入二维码防伪信息。
(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；
(2)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。
(3)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。
(4)使用如附图1所示的加工装置进行二维码的写入，主要由飞秒激光、显微物镜、水晶、移动平台组成。
(5)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。显微物镜NA＝0.4-0.6，聚焦深度为10-500μm。水晶按照预先制定的二维码进行加工，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。
(6)激光辐照实验后，采用美国PERKINELMER公司的Lambda1050UV/VIS/NIR分光光度计型吸收光谱仪测定水晶在激光辐照前后的紫外－可见光－近红外吸收光谱。
(7)经激光加工后的水晶仍为透明状，使用254nm的紫外灯照射可以得到红色的二维码，再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。
(8)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飞秒激光通过诱导色心在钻石内部写入二维码防伪信息。
由于钻石和水晶材料的不同，加工钻石采用物镜NA＝1-1.4,飞秒激光的功率为0.01-0.1W。
(1)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；
(2)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。
(3)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。
(4)使用如附图1所示的加工装置进行二维码的写入，主要由飞秒激光、显微物镜、钻石、移动平台组成。
(5)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。显微物镜物镜NA＝1-1.4，聚焦深度为10-500μm。钻石按照预先制定的二维码进行加工，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。
(6)激光辐照实验后，采用美国PERKINELMER公司的Lambda1050UV/VIS/NIR分光光度计型吸收光谱仪测定钻石在激光辐照前后的紫外－可见光－近红外吸收光谱。
(7)经激光加工后的钻石仍为透明状，使用254nm的紫外灯照射可以得到红色的二维码，再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。
(8)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。
本发明的有益效果是针对现有二维码刻蚀技术的缺陷采用全固态激光器，利用飞秒激光将激光脉冲束聚焦在宝石内部，在不影响宝石原有品质(包括但不限于体积、结构、质地、色泽、净度、切工等)的情况下将各种数据样本(二维码、图像、文字等定制信息的图像格式文件)快速微缩写入透明宝石内部的，保证了宝石在使用和流通过程的完整性。因此采用飞秒激光直写微缩防伪信息相对于常见的防伪技术具有明显的优势。在普通照明条件下，用显微镜观察不到该微缩信息，然而用特定波长的光源照明时可以激发色心缺陷发光，产生高对比度的荧光图像。利用荧光显微镜可以对不同聚焦位置的图像、文字、二维码等信息进行读取和区分，为宝石的防伪提供了新的技术途径。
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 (3)

1.一种宝石的微缩标识加工方法，其特征在于，包括步骤：
获取微缩标识图形信息，所述标识图形包括多个图形单元；
在待加工宝石上确定与每个图形单元对应的点元区域的位置信息；
根据每个点元区域的位置信息，利用激光在待加工宝石上对各个 点元区域进行加工，以对应的图形单元确定具体的点元区域的加工目标；
多个点元区域其中一部分形成色心转变区，所述色心转变区为特定波长的光源照明时可以激发的色心转变区；
加工后的多个点元区域组成数据标识区，所述数据标识区在一个投影方向上对应所述图形信息；
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宝石内部形成标识图形，可控制飞秒脉冲激光对所述宝石进行加工，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。
2.如权利要求1 所述的宝石的微缩标识加工方法，其特征在于， 所述在待加工宝石上确定与每个图形单元对应的点元区域的位置信息；包括：
多个点元区域在一个投影方向上投影为预设的标识图形；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；或者，
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。
3.如权利要求1 所述的宝石的微缩标识加工方法，其特征在于，
所述多个点元区域其中一部分形成色心转变区，其中：
所述色心转变区为电子被激发形成的高空间分辨率的色心缺陷或者，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，以使所述点元区域形成具有色心转变结构的数据标识区。
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