CN114701274B - 一种基于有机聚合物回音壁激光织物的防伪方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于有机聚合物回音壁激光织物的防伪方法，该激光织物包括用于编织的微纤维型有机聚合物激光器，以及提供支撑作用的柔性网状基底。利用喷墨打印设备在激光织物上精确定位打印纳米颗粒墨水，形成特定图案。当激光织物表面覆盖有纳米颗粒，纳米颗粒会破坏激光谐振条件。当外界光泵浦织物时，打印有纳米颗粒的区域出射荧光，而未打印的区域出射激光，定义激光表示为“1”，荧光表示为“0”，通过在激光织物上精确定位读取出射光谱，得到激光织物上打印的图案并转换成二进制数阵列，与预设防伪信息对比，从而实现防伪功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于有机聚合物回音壁激光织物的防伪方法，属于光电技术领域。
背景技术
回音壁模式(Whispering-Gallery Mode，WGM)激光器，其原理是利用电磁波从光密介质向光疏介质传播会发生全反射的现象，使光束在WGM微腔内边界循环传播形成谐振，实现激光出射。WGM激光器具有品质因子高、阈值低、模式体积小、光学密度大等特点,在激光显示、生物检测、传感及光子集成电路上有着重要的应用前景。
当前市面上的防伪策略主要是条形码、二维码等传统的防伪标签。这种标签易于仿制，且影响到商品的外观；对于高端服饰及其他织物产品，目前还没有较好的防伪技术能够应用在该领域。回音壁激光器是一种体积小，阈值低的微腔激光器，它通过光束在微腔内部全反射传播实现激光出射，若引入散射介质破坏其激光振荡条件，则出射光信号会发生相应改变，这种激光出射信号的变化，可以应用于光学防伪标签。本发明基于以上考虑，提出了一种用于防伪的有机聚合物回音壁激光织物的设计和制作方法。
发明内容
本发明提供了一种基于有机聚合物回音壁激光织物的防伪方法，其特征在于：包括用于编织激光织物的微纤维型有机聚合物激光器，提供支撑作用的基底，调制激光织物出射信号的纳米颗粒墨水、对激光织物进行防伪编码的喷墨打印设备，泵浦源，对激光织物进行防伪信息读取的光致发光测试系统。将微纤维型有机聚合物激光器编织在基底上，喷墨打印设备将纳米颗粒打印到织物表面进行防伪编码，泵浦源对激光织物进行照射，光致发光系统对喷墨打印后的激光织物进行防伪信息的读取。
所述的微纤维型有机聚合物激光器为掺有激光增益介质的聚乙烯醇微纤维，在外界光泵浦下，能够出射回音壁激光，激光增益介质为4,4’双(2-磺酸苯乙烯基)联苯基二钠(S420)或荧光素钠(Uranin)或罗丹明6G(R6G)或罗丹明B(RhB).
所述的纳米颗粒墨水为含有二氧化钛(TiO2)或二氧化硅(SiO2)或钛酸钡(BaTiO3)的乙醇溶液，纳米颗粒尺寸范围为60-100nm.
所述的喷墨打印设备能够精确定位打印墨水在激光织物上,定位精度达到10μm，能够通过编程实现不同面积不同图案的打印。
所述的光致发光测试系统定位精度达到10μm，能够高精度定位激光织物的位置，并进行光谱采集。
当外界光泵浦时，激光织物中的增益介质吸收泵浦光能量，发射出的荧光，在微纤维内边界多次全反射实现增益，最终出射激光；在激光织物上高精度定位打印纳米颗粒墨水，当激光织物表面覆盖有纳米颗粒，纳米颗粒破坏激光谐振条件，织物最终出射荧光。定义激光表示为“1”，荧光表示为“0”，通过在激光织物上精确定位读取出射光谱，得到激光织物上打印的图案并转换成二进制数阵列，与预设防伪信息对比实现防伪功能。
本发明具有如下有益效果：
通过微纤维型有机聚合物激光器编织的激光织物能够用于高档品牌服饰及各类商品包装盒的防伪，不仅起到美观装饰的效果，而且具有防伪特性。
高精度喷墨打印设备能够通过编程实现个性化打印，使激光织物可携带大量防伪信息，防伪效果好，仿制难度高。
附图说明
图1是本发明中将微纤维型有机聚合物激光器通过编织的方式制成激光织物；
图2是本发明中在激光织物上进行高精度定位喷墨打印实验的示意图；
其中，1.1、激光织物，1.2、喷墨打印设备的喷头，1.3、喷墨打印墨水；
图3是本发明中激光织物在喷墨打印前后在日光灯和紫外灯下的照片；
图4是本发明中收集发射光谱的光致发光测试系统的结构图；
其中，2.1、泵浦光源，2.2、聚焦物镜，2.3、激光织物样品，2.4、分束镜，2.5、CCD相机，2.6、光谱仪，2.7、入射光，2.8、出射光；
图5是本发明中激光织物在喷墨打印前后的激光光谱图；
其中，光谱图右上插图的二维码为输入到喷墨打印设备中的打印图案，二进制数阵列为根据激光“1”，荧光“0”的定义将打印图案转换而得。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
一种基于有机聚合物回音壁激光织物的防伪方法，其激光织物的制作方法，包括以下步骤：
将掺有激光增益介质为S420的聚乙烯醇微纤维型有机聚合物激光器编织在孔径大小为0.7mm×0.7mm的柔性网状基底上，形成激光织物；
将钛酸钡(BaTiO3)纳米颗粒分散到乙醇中，形成0.5mg/mL的BaTiO3纳米颗粒分散液作为喷墨打印的墨水；预设打印图案为二维码，预设打印区域为5mm×5mm，打印区域划分成9×9的阵列；选取60μm直径喷头，取适量墨水在激光织物上进行喷墨打印，重复打印10次；
使用波长为343nm的纳秒激光器(重复频率为200Hz，脉冲宽度是1ns)作为泵浦光，照射在有机聚合物激光织物的打印区域。通过光致发光测试系统精确定位测试，得到打印区域内不同位置的出射光谱；
将采集的出射光谱按照激光信号“1”，荧光信号“0”的定义排列成9×9二进制数阵列，得到防伪信息。
本发明提出一种基于有机聚合物回音壁激光织物的防伪方法，以上描述是本发明的基本原理和主要制作方法，但是不限于本发明中提到的激光增益介质S420，纳米颗粒BaTiO3和喷墨打印方法，用其他方法实现在激光织物上图案化，以及采用其他的激光增益介质，均在本发明保护的范围内。
Claims (6)
1.一种基于有机聚合物回音壁激光织物的防伪方法，其特征在于：实现该方法的装置包括用于编织激光织物的微纤维型有机聚合物激光器，提供支撑作用的基底，调制激光织物出射信号的纳米颗粒墨水，对激光织物进行防伪编码的喷墨打印设备，以及对激光织物进行防伪信息读取的光致发光测试系统；将微纤维型有机聚合物激光器编织在基底上，喷墨打印设备将纳米颗粒打印到织物表面进行防伪编码，光致发光测试系统对喷墨打印后的激光织物进行泵浦和防伪信息的读取；
当外界光泵浦时，激光织物中的增益介质吸收泵浦光能量，发射出的荧光，在微纤维内边界多次全反射实现增益，最终出射激光；在激光织物上高精度定位打印纳米颗粒墨水，当激光织物表面覆盖有纳米颗粒，纳米颗粒破坏激光谐振条件，织物最终出射荧光；定义激光表示为“1”，荧光表示为“0”，通过在激光织物上精确定位读取出射光谱，得到激光织物上打印的图案并转换成二进制数阵列，与预设防伪信息对比实现防伪功能。
2.根据权利要求1所述的一种基于有机聚合物回音壁激光织物的防伪方法，特征在于：所述的微纤维型有机聚合物激光器为掺有激光增益介质的聚乙烯醇微纤维，在外界光泵浦下，能够出射回音壁激光，激光增益介质为4,4’双-2-磺酸苯乙烯基-联苯基二钠S420或荧光素钠或罗丹明6G或罗丹明B。
3.根据权利要求1所述的一种基于有机聚合物回音壁激光织物的防伪方法，特征在于：所述的纳米颗粒墨水为含有二氧化钛或二氧化硅或钛酸钡的乙醇溶液，纳米颗粒尺寸范围为60-100nm。
4.根据权利要求1所述的一种基于有机聚合物回音壁激光织物的防伪方法，特征在于：所述的喷墨打印设备能够精确定位打印墨水在激光织物上，定位精度达到10μm，能够通过编程实现不同面积不同图案的打印。
5.根据权利要求1所述的一种基于有机聚合物回音壁激光织物的防伪方法，特征在于：所述的光致发光测试系统定位精度达到10μm，能够高精度定位激光织物的位置，并进行光谱采集。
6.根据权利要求1所述的一种基于有机聚合物回音壁激光织物的防伪方法，特征在于：包括以下步骤：
(1) 将掺有激光增益介质为4,4’双-2-磺酸苯乙烯基-联苯基二钠S420的聚乙烯醇微纤维型有机聚合物激光器编织在柔性网状基底上，形成激光织物；
(2) 将钛酸钡纳米颗粒分散到乙醇中，形成0.5mg/mL的BaTiO3纳米颗粒分散液作为喷墨打印的墨水；预设打印图案为二维码，预设打印区域为5mm×5mm，打印区域划分成9×9的阵列；选取60μm直径喷头，取墨水在激光织物上进行喷墨打印，重复打印10次；
(3) 使用波长为343nm的纳秒激光器作为泵浦光，照射在有机聚合物激光织物的打印区域；通过光致发光测试系统精确定位测试，得到打印区域内不同位置的出射光谱；
(4) 将采集的出射光谱按照激光信号“1”，荧光信号“0”的定义排列成9×9二进制数阵列，得到防伪信息。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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