TWI816073B - 用於分析物件的裝置與方法 - Google Patents

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Abstract

一種用於物件認證的系統及方法,其包括把一雷射光束引導到一物件的一表面上以在不改變該物件之該表面的情況下在該物件的塊材中引發一熱彈性激勵,其中該雷射光束被脈衝。使用一檢測器檢測由該熱彈性激勵在該物件之該表面處所造成的一表面超音波。使用該檢測到的表面超音波產生一檢測信號。使用該檢測到的信號產生數位資料。藉由把該數位資料與儲存在一資料庫中的參考資料進行比較,該物件的真實性被判定。

Description

用於分析物件的裝置與方法
相關的申請
本申請宣稱提交於2019年12月12日美國臨時申請第62/947,230號及提交於2020年12月9日美國專利申請第17/116,434號的權益。
發明領域
本發明涉及實體物件認證、偽物檢測、以及偽造檢測。更具體地說,本發明涉及基於每一個物件該獨特微結構之非破壞性評估,進行上述的認證及檢測。
發明背景
提供認證、檢測偽物、檢測偽造、及/或確保一物件之正確識別都依賴於證明一物件與該最初創建的物件係完全相同的。這一挑戰適用於橫跨收藏品、藝術、醫學、製成品、人工製品、珠寶、及眾多其他領域的學科。在這些領域的許多領域中,該檢測方法最好係非破壞性的,以使得該原始物件在檢查過程中不會受到損害、改變、或破壞。
現有用於提供認證、檢測偽物、檢測偽造、及/或確保一物件之正確識別的方法都缺乏提供能夠以虛擬確定性來確保一物件的特徵與儲存在一資料庫中的那些匹配或不匹配之一非破壞性方法的能力。本發明提供了克服這些挑戰的一種解決方案。
發明概要
藉由一認證方法解決了該等前述的問題及需求,該認證方法包括把一雷射光束引導到一物件的一表面上以在該物件的塊材中引起一熱彈性激勵而不改變該物件的該表面,其中該雷射光束被脈衝;檢測由該熱彈性激勵在該物件的該表面所造成的一表面超音波;使用該檢測到的表面超音波產生一檢測信號;使用該檢測信號來產生數位資料;以及藉由把該數位資料與儲存在一資料庫中的參考資料進行比較來判定該物件的一真實性。
一種用於分析具有一塊材及一表面之一物件的裝置,其包括一雷射,該雷射被組配來產生一雷射光束用於當其撞擊該物件的該表面時在該塊材中引起一熱彈性激勵而不改變該物件的該表面,其中該雷射光束被脈衝;一檢測器被組配來檢測由該熱彈性激勵在該物件的該表面所造成的一表面超音波,並使用該檢測到的表面超音波產生一檢測信號;一處理器被組配來使用該檢測信號來產生數位資料;以及一資料庫被組配成藉由把該數位資料與儲存在該資料庫中的參考資料進行比較來判定該物件的一真實性。
本發明的其他的目的及特徵將藉由核閱本說明書、請求項、以及附圖而變得明顯。
1:識別系統
10:雷射源
12:光束
14:表面
16:物件
16a:微結構
18:熱彈性體波
20:超音波反射波
22:表面超音波
24:檢測器
26:檢測雷射光束
28:光
30:檢測信號
32:信號處理器
34、50:資料庫
36:詢問資料
38:參考資料
46:轉能器
52:網路
圖1係本發明之識別系統的一示意圖。
圖2係一示意圖,其展示出參考資料的產生及隨後詢問資料的產生。
圖3係本發明之識別系統之一替代實施例的一示意圖。
圖4係本發明之識別系統之另一個替代實施例的一示意圖。
圖5係本發明之識別系統之另一個替代實施例的一示意圖。
較佳實施例之詳細說明
本發明利用了形成一物件之一材料微結構的該獨特性。對於大多數的微結構來說,除了晶粒很少的那些以外,沒有已知的克隆、複製、重建、或再生該微結構的方法。儘管一物件之該表面的該微結構及元素組成可能會由於環境影響、磨損、氧化及其他影響而發生變化,但該內部結構仍保持穩定。穩定性及無法被複製的這種結合為用於判定一物件之一真實性的識別提供了一理想的基礎(即,判定該物件係真實的故其與先前詢問過的物件相同,或者判定該物件不是真實的故其係一不同的物件甚至係一偽物)。
對於至少一特定尺寸的物件來說,超音波係在一物件之該表面下以足夠細節的方式詢問微結構的理想方式。這導致了使用超音波作為該理想的詢問方法。但是,傳統的超音波檢查技術並不理想,因為進行檢查時可能會限制探針與該表面的該實體接觸,並會有損壞該物件的風險。另外,傳統的超音波檢查技術會導致難以激勵表面的精確位置,特別是在複雜的表面上。某些表面幾何形狀不利於傳統的超音波檢查技術。此外,傳統的超音波檢查技術在跨頻譜同時產生寬頻激勵的能力方面受到了限制。
已經被發現的是,雷射激勵的超音波提供了超越傳統識別技術的可靠性能。雷射激勵的超音波使用雷射脈衝來產生該物件之快速的局部加熱,從而產生一熱彈性衝擊波,該熱彈性衝擊波既沿著該物件的該表面傳播,也穿透過該物件的該塊材來傳播。該熱彈性體波產生一超音波響應,該超音波響應會被該物件表面下該材料的微結構來改變。該衝擊波係寬頻的,產生橫跨一頻率範圍的激勵,從而使得該物件可啟用一寬頻詢問其頻譜從深度穿透的低頻率激勵到可詢問較小特徵尺寸之高頻率激勵。該雷射光束的該功率、波長、光斑尺寸、以及脈衝持續時間被組配來產生不會燒蝕該材料(即,不會改變該物件之 該表面)的熱彈性激勵,從而提供了非破壞性的詢問。此外,雷射激勵及檢測的該非接觸特性可確保不會有探針與該物件表面的實體接觸所造成損壞。再者,一寬範圍的表面幾何不一定需要接觸探針就可被詢問。
圖1圖示出用於分析一物件之該識別系統1的該等組件。一雷射源10(例如,一奈秒脈衝光纖雷射、一皮秒脈衝光纖雷射、或一飛秒脈衝光纖雷射)產生一脈衝雷射(激勵)光束12。該脈衝雷射光束12被引導到一物件16的該表面14,其中該脈衝雷射光束12撞擊在其上並與該物件16互動以產生一熱彈性體波18,該熱彈性體波18行進穿透過該物件材料的微結構16a並與其互動。這些互動產生超音波反射波20,該超音波反射波20行進回到該物件16的該表面14。儘管圖1圖示出來自一單一微結構邊界16a的一單一超音波反射波20,但是應當理解的是,從在該物件材料內之不同深度及位置處產生了許多這樣子的反射,並反射回到該物件的該表面。這意味著在該物件表面14上之任何點處的該總超音波形(這在本文中被稱為該表面超音波22)的該振幅是係在該物件內所有超音波反射波20到達在該物件表面14上之該點的一組合(總和)。
該表面超音波22的該振幅係由一檢測器24在一或多個離散位置處來測量。檢測器24最好係使用薩格納克(Sagnac)效應的一干涉儀,並由一超發光二極體來照明。來自該干涉儀的一檢測雷射光束26被對準該物件16的該表面14,並且該表面超音波22的該振動振幅及頻率是從該檢測雷射光束26由於該表面運動而彈回(即由反射及/或由散射)之該光28的該頻率干擾中被提取出來的。具體而言,一環形干涉儀可被使用來創建一干涉圖,該干涉圖比較沿著該環路在每一個方向上行進之光的該等相對相位。一雷射都普勒(Doppler)測振儀(LDV),其係被使用來執行一表面之非接觸式振動測量的一公知科學儀器,也可以被使用來作為檢測器24。一檢測雷射光束26從該LDV被對準該物件16的該表面14,並且該振動振幅及頻率是從該檢測雷射光束26由於該表面運動而彈回(即 由反射及/或由散射)之該光28的該頻率都普勒(Doppler)頻移中被提取出來的。具體而言,一測振儀通常是一種兩束雷射干涉儀,其測量在一內部參考光束與從該物件表面14該反射回光28之間的該頻率(或相位)差。在一LDV中最常見的雷射類型係氦氖雷射,雖然雷射二極體、光纖雷射器、及摻釹釔鋁石榴石(Nd:YAG)雷射也可被使用。該檢測雷射光束26被對準該物件表面14,並且從該物件表面14的反彈光28被該檢測器24收集並以在一光電探測器,通常是一光電二極體,上的一參考光束來干擾。該光電探測器的該輸出為一標準頻率調變(FM)信號,其中該布拉格(Bragg)晶包頻率為該載波頻率,而該都普勒(Doppler)頻移為該調變頻率。可對該信號進行解調,以得出該振動目標之該速度與時間的關係。該檢測器的輸出係一檢測信號30,該檢測信號30通常係一連續的類比電壓信號,該信號與該表面超音波22沿著該檢測雷射光束26之該方向上的該速度分量成正比。儘管圖1圖示出一單一雷射源10及一單一檢測器24,但是一或多個雷射源10可以同時與一或多個檢測器24一起使用。該等一或多個雷射源10的該位置相對於該表面14可以是靜止的或移動的,結合該等一或多個檢測器24的該位置相對於該表面14可以是靜止的或移動的,其中測量是在該表面14上之一或多個離散位置處被取得的。
檢測信號30被提供給一信號處理器32,其數位化及/或以其他方式處理該檢測信號30成為適合於數位處理及儲存的數位資料,因此該數位資料然後最好作為詢問資料36(用於該物件16之一後續詢問以判定其真實性)或作為參考資料38(用於該物件16的一初始詢問)被儲存在一資料庫34中。認證或偽物檢測然後被啟用,因為相同的物件在遠離該表面14處將具有相同的內部微結構,因此如上所述使用超音波的詢問將在檢測信號方面產生一基本類似的響應。這種響應被認為是該表面超音波22中在該檢測信號30中所反映的該空間變化。其他非微結構特性諸如中尺度裂紋、空隙、孔隙率、成分變化、及夾雜物也可導致 出用於任何給定物件16之該檢測信號30的唯一性。該熱彈性波對晶粒結構及邊界的該超音波響應對於判定該物件16與使用其來產生最初參考資料38之一物件是否相同係特別重要的。
在該資料庫34中的該參考資料38可以在一後續詢問之一更早時間進行詢問時被產生。該較早的時間可以是該先前的詢問,或者當執行了兩個以上的詢問時,任何較早的詢問或較早詢問的一組合可被使用。圖2概念性地在左側圖示出了該初始化詢問,其中該參考資料38被創建及儲存,並且在右側係隨後的認證詢問,其中該詢問資料36被創建,並與該參考資料38進行比較以判定認證。如圖所示,被使用來創建該參考資料之該識別系統1不需要儲存任何的詢問資料36。被使用來創建該參考資料38之該認證系統1可以實體相同於或實體不同於被使用來創建該詢問資料36之該認證系統1。如果它們係實體上不同的系統,則可以把一個資料庫34的該參考資料38傳送到執行該後續詢問的另一系統的該資料庫34。可替代地,一單一資料庫34可以實體分開於被使用來收集參考及詢問資料36/38之不同的雷射源10、檢測器24以及處理器32。
如果在該詢問資料36與該參考資料38之間的該(等)差低於一或多個臨界值則認證被判定,其中該資料庫34被組配成當該(等)差低於該(等)臨界值時提供認證被確認的判定,而當該(等)差高於該(等)臨界值時提供認證未被確認的判定。具體來說,該物件16相同性的判定可以使用臨界值、取決於掃描參數之可變的臨界值、深度學習或機器學習解讀、人類解讀、統計相關方法、或這些方法與其他類似分析技術的任意組合。該詢問及參考資料36/38可被圖形化地顯示並進行比較。分析及/或比較方法的實例包括主要成分分析、多元回歸、箱形直方圖、尺度不變特徵變換、加速穩健特徵技術、穩健獨立基本特徵、旋轉穩健獨立基本特徵、基於局部能量形狀直方圖、梯度位置及定向直方圖、結構相似性索引、方向梯度的直方圖、類哈爾(Haar)特徵、特徵值分析、基於小波的 分析、頻譜分解、及/或均方誤差。這些實例僅是用於說明性的目的來呈現,並不代表可被單獨使用或被組合使用之技術的一完整集合。
該等晶粒邊界及其各自的位置透過它們與該熱彈性體波18的互動而被直接地或被間接地使用,從而產生超音波反射波20,其之總和被檢測為該表面超音波22,其被用來產生該詢問及參考資料36/38。因此,儘管該等晶粒邊界的該等精確位置、該等晶粒邊界的該等取向、該等晶粒邊界的該等形狀、該等晶粒晶格的該等取向、該等晶粒結構的該等位置、以及這些屬性的任意組合,可能無法被精確地判定,但它們提供一可重複的效果反映在該詢問及參考資料36/38中作為用於該物件16之獨特的標記。有關於該晶粒結構的該資料並不需要被完整地提供就可提供足夠的資料用於認證或偽物檢測。
可使用針對該雷射超音波雷射光束12及檢測器光束26(或以下將被描述之轉能器46)的一音調捕獲組配來判定該等晶粒邊界以及該晶粒結構對超音波的影響。藉由分析該資料以選擇出僅對應於晶粒邊界特徵尺寸的該等頻率,可以從該表面波22中提取出僅與內部晶粒邊界有關之檢測信號30或詢問/參考資料36/38的該部分。用來可靠地檢測晶粒邊界的該範圍大約為20MHz或更高。頻譜分解及頻譜包圍可被使用來提取該檢測信號30或詢問/參考資料36/38與該所欲頻譜範圍相關聯的部分。可以套用使得與該檢測信號30或詢問/參考資料36/38相關聯之該部分保持高於一指定臨界值(例如20Mhz)的濾波器(例如,一高通濾波器)。當該檢測器24相對於一固定的激勵源移動時收集多個記錄並且對這些記錄進行去卷積運算可以改善該晶粒邊界資訊的該分辨率及/或可重複性。當該檢測器24相對於該表面14的角度改變時收集多個記錄(即,收集相對於該表面14以兩個或更多個離散角度自該表面反射的光28)並且對這些多角度記錄進行去卷積運算也提高了該晶粒邊界資訊的該分辨率及/或可重複性。在穿透過該材料之波之速度中的快速變化表明了一晶粒邊界。邊緣檢測、群聚、及許多其他 技術可被應用來識別在速度中的這些快速變化。
該基於雷射的超音波詢問可以以一單一脈衝、多脈衝、或在一組或可變頻率處連續施加脈衝來執行。可以使用這些脈衝模式的任何排列。該雷射源10可以是Q-開關的、模式鎖定的、脈衝激發、或使用產生一脈衝輸出之其他構件。該雷射光束12可以是單一波長、寬頻、或具有一選擇波長範圍或範圍的集合。這些脈衝可被固定在一特定的點上、在一條線上掃描、在一個區域上掃描、或在位置彼此不連續之多個點、線、或區域上掃描。這些位置的任何排列都可被使用。為了進行認證及偽物檢測,在該物件上該被掃描位置在該資料庫中的記錄及儲存(例如,作為參考/詢問資料38/36的一部分)提供了有用的資訊,可實現該物件之同一區域的準確整合。點的選擇可以是完全隨機的、部分隨機的、或確定性的。
在音速與材料彈性及密度之間的該關係可被使用來從該超音波反射來理解材料特性。另外,在聲音衰減與聲音散射及吸收之間的該關係可被使用來從該等超音波反射來了解材料特性。該表面超音波22之該波形特徵的該位置及時間可被使用來判定沿著該表面的位置及該材料特徵的深度。這些波形可以沿著平行於或垂直於該物件表面的該等平面被組合,有時稱為B掃描及C掃描。激勵位置、檢測位置、檢測角度、音速、聲音衰減、材料特性、以及聲音行進時間之一或多種特性的組合可被使用來解讀對於微結構的詢問、材料特性、及/或詢問特性。
本發明的一個具體實現係使用一種詢問-響應協定來進行認證判定。詢問一組點、線、或區域,並將其響應記錄為參考資料38。然後,這些點、線、或區域的一子集被使用在一後續詢問上以判定該超音波響應的該相似性。該被詢問的子集可包括點、線、或區域中的一些,或是其之全部。點的選擇可以是完全隨機的、部分隨機的、或是確定性的。此外,每一個調查區域的子集 都可以用作為該詢問。從該詢問所獲得的該數位資料提供了在詢問-響應認證協定中的該響應。該響應應該是在一或多個相似性臨界值之內,以便判定經受該後續詢問之該物件係真實的。
一物件的表面常常會面對環境老化、磨損、灰塵及污物沉集、化學損傷、以及會改變一物件表面之該材料結構、組合物、或位置之大量其他的因素。根據本發明,在該表面下進行詢問使得能夠進入不會受到該表面改變因素所影響的區域。從該檢測信號30中排除初始詢問或分析中來自該實際表面14之部分或全部的貢獻可為比較不同時間點處相同區域的詢問提供一改進的能力。該表面效果的該深度會根據材料、環境、以及物件屬性的不同而不同,但是通常在幾個原子到1000微米的範圍內。
使用非燒蝕雷射誘導的超音波進行詢問可以與任何其他方法結合以提供增強的分辨率、額外的資訊、或周遭環境的資訊。可以在同一時間或在不同的時間點組合使用一或多種其他的方法。這些方法可以詢問如該非燒蝕雷射誘導超音波之相同的點、線、或區域,或者詢問不同的點、線、或區域,或其之一種組合。這些額外的方法本質上可以是破壞性的、也可以是非破壞性的、或其之組合。該等方法包括與基於探針的超音波做結合,其包括潛在使用一或多個相控陣列轉能器。燒蝕雷射超音波可以與非燒蝕雷射超音波做結合使用,與該燒蝕雷射超音波以一種破壞性方式作結合使用、或與具有可被燒蝕之一犧牲層做結合使用。可以與非燒蝕雷射誘導超音波相結合的其他方法包括電腦斷層掃描、X射線衍射電腦斷層掃描、X射線放射線攝影、X射線衍射放射線攝影、兆赫射線攝影、諧波測試、回波衰減、渦流檢查、表面共振聲學光譜法、白光干涉法、立體視覺測距、以及雷射檢測及測距。破壞性方法諸如包含有元素之一物理上不可克隆功能的該整合也可被使用,其包括有光學、電、以及電磁物理上不可克隆的功能。
在該認證過程中的許多步驟都可以使用加密,包括有把資料從該資料庫34傳輸到在該裝置內的任何裝置、把資料傳輸到該資料庫34中、在處理器32之所有資料處理步驟中及/或被使用來比較來自資料庫34的資料的任何其他處理器中、以及在上述步驟的任何排列中。經加密的資訊可被直接地比較或解密後比較。
該參考資料及詢問資料可以被轉換成為擷取該物件16之該等獨一無二元素的一數位簽名。該數位簽名可以被加密,並且可以合併其他資訊,諸如該物件之該詢問的該時間及位置。該數位簽名可被使用來進行比較以檢測偽物或認證該物件。
在該資料庫34中的該資料可被連接到一區塊鏈區塊。也可以把它記錄在一種分散式的分類帳中。這使得能夠把該物件資料連接到一種數位驗證方法。為了確保該詢問資料36可被使用於認證或偽物檢測,它可以以把它分配給該物件16的一種方式把其記錄在該資料庫34中,以便稍後使用該資料用於認證查詢。
可以選擇該雷射源10的該波長以僅瞄準在該物件中的某些特定的材料。一個實例係選擇一種主要被金屬而不被聚合物所吸收的一波長。在另一個實例中,可以選擇主要被顏料吸收的波長。在另一個實例中,可以選擇最小程度地被顏料吸收的波長。可以在一個以上的波長處收集測量值,以補充該參考/詢問資料38/36的該穩健性。
在該詢問過程中記錄該超音波響應的該信號雜訊比可以得到額外的好處。這可被使用來判定該詢問的該品質或有助於判定用於認證的臨界值。各種用於集中、放大、或濾波聲音信號的方法可被使用來提高本發明的該分辨率、速度、或無損性。聲學透鏡可被使用來集中超音波發射。機械、電氣、及/或運算式濾波器諸如帶通濾波器、諧振器、惠斯通(Wheatstone)電橋、以及快速 傅立葉(Fourier)轉換模組可被實現以修該改聲音信號及/或該所得的波形。靜態及/或動態反射器可被使來引導、修改、及/或放大聲音的發射。
用來產生所欲超音波傳播之多種方法可被使用來改善該檢測信號的品質。一輪廓化的雷射光束12可被使用來以所欲的圖案來產生激勵及/或波前,諸如具有所欲振幅輪廓的點、環、線、或區域。在空間上及/或時間上該雷射光束12的相移可被使用來提供激勵及/或具所欲形式的波前。該雷射光束12的該焦點可以在空間及/或時間上變化,以提供具有所欲形式的激勵及/或波前。有關於衍射、微結構、光學擴散、聲音反射、聲音衰減或任何其他過程或材料特性的反饋可被使用來作為判定激勵波束成形及透射的一因素。
本發明對於鑑定藝術(諸如雕塑、繪畫、以及圖畫)、珠寶、以及包含金屬、粘土、陶瓷、環氧樹脂、聚合物、木材、顏料、粘合劑、及/或其之組合的任何物件都是理想的。
圖3圖示出用於檢測器24之一替代的實施例,其使用一或多個轉能器46,其最好可接近或甚至與該表面14接觸以把該表面超音波22轉換為一或多個電氣信號。如果使用多個轉能器46,則該轉能器46可以相對於該表面14以各種角度來被組配,以檢測來自不同方向的超音波反射。該(等)轉能器46可以為平面陣列、半球陣列、拋物線陣列、雙曲線陣列、線、圓、或任何其他所欲的形狀。
圖4圖示出用於檢測器24之另一個替代的實施例,其使用兩種光學檢測(例如,基於LDV的散射光收集),及該等轉能器46的一或多個,以測量該表面超音波22之不同的方面並由此產生一合適的檢測信號30。
如上所述,一種選項是使得被使用來認證的該資料排除來自該物件16之該表面14的貢獻。源自該表面的波可以稱為瑞利(Rayleigh)波,其係表面波,與起源於該物件較深處的體波相反。排除來自這些表面波的貢獻降低了該 參考/詢問資料36/38的檔案大小,並且可以提升在詢問之間的比較。可以使用一光學或實體接觸轉能器陣列來區分表面波及體波,從而能夠從該檢測信號中濾除該表面波的貢獻。該等波的該頻率還可被使用來使用機械、電氣、及/或運算式濾波器來濾波該表面波。主要用來激勵表面波之具有選定頻率及/或功率的激勵也可被使用來區分表面波及體波。
圖5圖示出另一個替代的實施例,其中實體遠離該檢測器24之一資料庫50正在執行在詢問資料36與該參考資料38之間的比較,以判定認證。具體來說,該資料庫34可以經一由網路52(例如,網際網路、蜂巢式網路、等等)被連接到資料庫50。資料庫50儲存該詢問資料36及參考資料38當它們從資料庫34被接收到時。資料庫50執行在詢問資料36與該參考資料38之間的比較,以判定認證。然後可以經由網路50把該等認證結果傳送回資料庫34。雖然圖5展示出該詢問資料36及參考資料38被儲存在資料庫34及資料庫50兩者中,但該詢問系統1也是可替代地被組配成把該詢問資料36及該參考資料38傳送到資料庫50而沒有把它儲存在資料庫34中。
應當理解的是,本發明不侷限於上述及在本文中所示出的實施例,而是包括落入在任何請求項之該範圍內的任何及所有的變型。例如,在本文中對本發明的引用並不意圖限制任何請求或請求項的範圍,而僅係參考到可能由一或多個請求項所覆蓋之一或多個特徵。上述之材料、流程、以及數值實例僅係示例性的,並且不應被視為限制了該等請求項。例如,一單一檢測信號30被示出,但是它可也以是許多個單獨的信號,這些信號一起被使用來產生/儲存詢問或參考資料36/38。此外,在一後續的詢問期間,從該檢測信號所產生的該數位資料不需要被儲存在該資料庫34中,而是可被直接將其作為詢問資料與該參考資料進行比較,而不必將該詢問資料儲存在該資料庫34中。最後,任何裝置請求項的前序部分係旨在提供先決基礎,並不旨在以其他方式對其進行限制。
1:識別系統
10:雷射源
12:光束
14:表面
16:物件
16a:微結構
18:熱彈性體波
20:超音波反射波
22:表面超音波
24:檢測器
26:檢測雷射光束
28:光
30:檢測信號
32:信號處理器
34:資料庫
36:詢問資料
38:參考資料

Claims (24)

  1. 一種用於分析物件的方法,包含:將一雷射光束引導至一物件之一表面上,以在該物件之塊材中引起熱彈性激勵而不改變該物件之該表面,其中,該雷射光束係以脈衝方式發射;檢測該熱彈性激勵在該物件之該表面上造成的一表面超音波;使用所檢測到的該表面超音波產生一檢測信號;使用該檢測信號產生數位資料;將該數位資料儲存在一資料庫中作為參考資料;將一第二雷射光束引導至該物件之一表面上,以在該物件之塊材中引起第二熱彈性激勵,其中,該第二雷射光束係以脈衝方式發射;檢測該第二熱彈性激勵在該物件之該表面上造成的一第二表面超音波;利用所檢測到的該第二表面超音波產生一第二檢測信號;使用該第二檢測信號產生第二數位資料;以及藉由比較該第二數位資料與該參考資料來判定該物件之真實性,其中,判定該物件之真實性之作業包括:判定該物件是真實的。
  2. 如請求項1之方法,進一步包含:將該第二數位資料儲存在該資料庫中。
  3. 如請求項1之方法,進一步包含:在該第二檢測信號或該第二數位資料上進行頻譜分解,以識別該第二檢測信號或該第二數位資料之與一預定頻率範圍相關聯的一或多個部分,其中,判定該物件之真實性之作業係基於該一或多個部分而進行。
  4. 如請求項3之方法,其中,該預定頻率範圍高於約20Mhz。
  5. 如請求項1之方法,其中,引導該第二雷射光束之作業包括:將該第二雷射光束引導至該物件之該表面上之多個不同位置。
  6. 如請求項1之方法,其中,檢測該第二表面超音波之作業包括:在該物件之該表面上的多個不同位置處檢測該第二表面超音波。
  7. 如請求項1之方法,其中:檢測該表面超音波之作業進一步包含:在該物件之該表面上之複數個離散位置處檢測該表面超音波;並且檢測該第二表面超音波之作業進一步包含:在該物件之該表面上之該等複數個離散位置中之一些而非所有處檢測該第二表面超音波。
  8. 如請求項1之方法,其中,檢測該第二表面超音波之作業進一步包含:產生用於在該物件之該表面上造成撞擊的一檢測雷射光束;以及檢測來自該檢測雷射光束之被從該物件之該表面彈開的光;其中,檢測該第二表面超音波之作業有使用所檢測到的來自該檢測雷射光束之被從該物件之該表面彈開的光。
  9. 如請求項8之方法,其中,檢測來自該檢測雷射光束之被從該物件之該表面彈開的光的作業進一步包含:以相對於該物件之該表面的二或更多個離散角度檢測來自該檢測雷射光束之被從該物件之該表面彈開的光。
  10. 如請求項9之方法,進一步包含:對該第二檢測信號或該第二數位資料之與該等二或更多個離散角度相關聯的部分進行去卷積運算。
  11. 如請求項8之方法,其中:產生該檢測雷射光束之作業進一步包含:將該檢測光束引導至在該物件之該表面上的多個離散位置;檢測來自該檢測雷射光束的光的作業進一步包含:檢測來自該檢測雷射光束之被從該物件之該表面上之該等多個離散位置彈開的光。
  12. 如請求項11之方法,進一步包含:對該第二檢測信號或該第二數位資料之與該等多個離散位置相關聯的部分進行去卷積運算。
  13. 如請求項11之方法,進一步包含:利用所檢測到的來自該檢測雷射光束之被從該物件之該表面上之該等多個離散位置彈開的光,來判定該第二表面超音波在該等多個離散位置各處之速度。
  14. 如請求項8之方法,其中,檢測來自該檢測雷射光束之被從該物件之該表面彈開的光的作業包含:使用一薩格納克(Sagnac)干涉儀。
  15. 如請求項8之方法,其中,檢測該第二表面超音波之作業進一步包含:使用一轉能器來檢測該第二表面超音波,其中,係使用該轉能器且利用所檢測到的來自該檢測雷射光束之被從該物件之該表面彈開的光來進行產生該第二檢測信號的作業。
  16. 如請求項1之方法,其中,檢測該第二表面超音波之作業進一步包含:使用一轉能器來檢測該第二表面超音波。
  17. 如請求項16之方法,其中,該轉能器係一相控陣列轉能器。
  18. 一種用於分析物件的裝置,該物件具有一塊材和一表面,該裝置包含:一雷射,其被組配成可產生一雷射光束,用以在撞擊該物件之該表面時在該塊材中引起熱彈性激勵而不改變該物件之該表面,其中,該雷射光束係以脈衝方式發射;一檢測器,其被組配成可檢測該熱彈性激勵在該物件之該表面上造成的一表面超音波,並利用所檢測到的該表面超音波產生一檢測信號; 一處理器,其被組配成可利用該檢測信號產生數位資料;以及一資料庫,其被組配成可藉由比較該數位資料與儲存在該資料庫中的參考資料,來判定該物件之真實性;其中,該參考資料係藉由下列作業產生:將一第二雷射光束引導至該物件之一表面上,以在該物件之塊材中引起第二熱彈性激勵,其中,該第二雷射光束係以脈衝方式發射;檢測該第二熱彈性激勵在該物件之該表面上造成的一第二表面超音波;利用所檢測到的該第二表面超音波產生一第二檢測信號;使用該第二檢測信號產生第二數位資料;及將該第二數位資料儲存在該資料庫中作為該參考資料;其中,對該物件之真實性所做的判定包括:判定該物件是真實的。
  19. 如請求項18之裝置,其中,該資料庫進一步被組配成可儲存該數位資料。
  20. 如請求項18之裝置,其中,該檢測器進一步被組配成可進行下列作業:產生用於在該物件之該表面上造成撞擊的一檢測雷射光束;以及檢測來自該檢測雷射光束之被從該物件之該表面彈開的光;其中,該檢測器係利用所檢測到的來自該檢測雷射光束之被從該物件之該表面彈開的光來檢測該表面超音波。
  21. 如請求項20之裝置,其中,該檢測器進一步包含:一轉能器,其被組配成可檢測該表面超音波,其中,該檢測器進一步被組配成可利用該轉能器及所檢測到的來自該檢測雷射光束之被從該物件之該表面彈開的光來產生該檢測信號。
  22. 如請求項18之裝置,其中,該檢測器進一步包含:一轉能器,其被組配成可檢測該表面超音波。
  23. 如請求項22之裝置,其中,該轉能器係一相控陣列轉能器。
  24. 如請求項18之裝置,其中,該檢測器包含一薩格納克(Sagnac)干涉儀。
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