Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2359328C2 - Method for counterfeit protection and authentication of valuables - Google Patents

Method for counterfeit protection and authentication of valuables Download PDF

Info

Publication number
RU2359328C2
RU2359328C2 RU2006146850/09A RU2006146850A RU2359328C2 RU 2359328 C2 RU2359328 C2 RU 2359328C2 RU 2006146850/09 A RU2006146850/09 A RU 2006146850/09A RU 2006146850 A RU2006146850 A RU 2006146850A RU 2359328 C2 RU2359328 C2 RU 2359328C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
photoluminescence
informative
protective
contrast
authenticity
Prior art date
Application number
RU2006146850/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006146850A (en
Inventor
Валерий Андреевич Базыленко (RU)
Валерий Андреевич Базыленко
Сергей Владимирович Бацев (RU)
Сергей Владимирович Бацев
Ильдар Загитович Давлетшин (RU)
Ильдар Загитович Давлетшин
Михаил Степанович Уласевич (RU)
Михаил Степанович Уласевич
Original Assignee
Валерий Андреевич Базыленко
Сергей Владимирович Бацев
Ильдар Загитович Давлетшин
Михаил Степанович Уласевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Валерий Андреевич Базыленко, Сергей Владимирович Бацев, Ильдар Загитович Давлетшин, Михаил Степанович Уласевич filed Critical Валерий Андреевич Базыленко
Priority to RU2006146850/09A priority Critical patent/RU2359328C2/en
Publication of RU2006146850A publication Critical patent/RU2006146850A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2359328C2 publication Critical patent/RU2359328C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

FIELD: physics, alarm.
SUBSTANCE: invention is related to methods for counterfeit protection of valuables and may be used for counterfeit protection of museum valuables, including paintings, jewellery, and also costly medications, intellectual property objects, banknotes, credit and other securities, and also for provision of possibility for their further authentication with application of technical facilities. In process of method realisation, on valuable item passive protective facility of specified structure is created, and possibility is provided for its authentication and detection of availability. Material of passive protective facility used represents particles of nanosize level substance, at least of three different sizes, at that possibility for control of availability and authentication of protective facility is provided by method of analysis by optical effects in process of external action of probing electromagnet radiation of visible optic range and detection of informative criteria in optic response of protective facility to mentioned external action with further visual and automatic comparison of registered parametres of informative criteria to informative criteria contained in database of detection facility. Material of nanosize level particles is silicon or porous silicon. Probing electromagnet radiation used is laser radiation readjusted in frequency and power in near infrared and visible optical range of wave lengths. Detected informative criteria used are represented by contrast photoluminescence of protective mark elements.
EFFECT: provides for guaranteed counterfeit protection of valuables and provides for possibility to determine their authenticity with the help of simple technical facilities.
5 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к способам защиты ценных изделий от подделки и может быть использовано для защиты от подделки музейных ценностей, включая картины, ювелирные изделия, а также дорогостоящих лекарственных препаратов, объектов интеллектуальной собственности, банкнот, кредитных и иных ценных бумаг, а также для обеспечения возможности последующего определения их подлинности с использованием технических средств.The invention relates to methods for protecting valuable products from counterfeiting and can be used to protect against museum counterfeit property, including paintings, jewelry, as well as expensive medicines, intellectual property, banknotes, credit and other securities, as well as to enable subsequent determining their authenticity using technical means.

Из уровня техники хорошо известны технические решения аналогичного характера.Technical solutions of a similar nature are well known in the art.

Так, из уровня техники известны индивидуальные средства защиты документов в виде перфорации, рисунок которой имеет узнаваемые нерегулярности. Перфорацию осуществляют с помощью лазерного луча, исходя из обычного рисунка, при этом управление лазером осуществляют посредством ЭВМ таким образом, что каждая перфорация имеет индивидуальную нерегулярность, зависящую от исходной величины, см., например, описание заявки DE №0368353, B44F 1/12, 1988 [1].So, from the prior art, individual means of protecting documents are known in the form of perforations, the pattern of which has recognizable irregularities. The perforation is carried out using a laser beam, based on the usual drawing, while the laser is controlled by a computer in such a way that each perforation has an individual irregularity depending on the initial value, see, for example, description of application DE No. 0368353, B44F 1/12, 1988 [1].

К недостаткам данного способа можно отнести, что они могут быть достаточно легко воспроизведены с высокой степенью соответствия оригиналу с помощью современных средств, широко известных и доступных широкому кругу специалистов.The disadvantages of this method can be attributed to the fact that they can be quite easily reproduced with a high degree of compliance with the original using modern means, widely known and available to a wide range of specialists.

Так из уровня техники известен способ защиты от подделки и контроля подлинности ценных изделий, раскрытый в описании патента РФ №2074420, G07D 7/00, G01N 24/08, 27.02.1997 [2]. Способ заключается во введении в материал защищаемого предмета или нанесении на него метки, в качестве которой используют стабильный изотоп осмия-187 или его соединение, а определение его наличия осуществляется по ядерным магнитным свойствам. Введение в материал защищаемого предмета или нанесение на него стабильного изотопа осмия-187 может осуществляться в химическом соединении, обеспечивающем постоянную ориентацию магнитных моментов электронных оболочек атомов осмия-187. Данный способ позволяет упростить и удешевить защиты от подделки банкнот, ценных бумаг и документов при обеспечении высокой степени защищенности.So the prior art method of protection against counterfeiting and authenticity control of valuable products, disclosed in the description of the patent of the Russian Federation No. 2074420, G07D 7/00, G01N 24/08, 02/27/1997 [2]. The method consists in introducing into the material of the protected object or applying a mark on it, which is used as a stable isotope osmium-187 or its compound, and the determination of its presence is carried out by nuclear magnetic properties. The introduction into the material of the protected object or the deposition of the stable osmium-187 isotope on it can be carried out in a chemical compound that provides constant orientation of the magnetic moments of the electron shells of osmium-187 atoms. This method allows you to simplify and reduce the cost of protection against counterfeiting banknotes, securities and documents while ensuring a high degree of security.

Вместе с тем, из уровня техники известен способ защиты от подделки ценных изделий, раскрытый в описании к патенту РФ №2144216, G07D 7/00, G07D 7/06, G06K 19/08, 10.01.2000 [3]. Согласно данному способу в качестве средства защиты используют изотопный индикатор на основе смеси стабильных изотопов. Защитную метку формируют посредством упомянутого изотопного индикатора таким образом, чтобы обеспечивалась возможность контроля ее наличия на защищаемом изделии (при детектировании), по меньшей мере, одним из методов спектрального анализа (например, рентгенофлуоресцентным или люминесцентным методами). Данная защитная метка может быть сформирована непосредственно на защищаемом изделии или независимо от него в любом известном виде и по известным технологиям.However, from the prior art there is a known method of protection against counterfeiting of valuable products, disclosed in the description of the patent of the Russian Federation No. 2144216, G07D 7/00, G07D 7/06, G06K 19/08, 10.01.2000 [3]. According to this method, an isotopic indicator based on a mixture of stable isotopes is used as a means of protection. A protective label is formed by the said isotope indicator in such a way that it is possible to control its presence on the protected product (upon detection) by at least one of the spectral analysis methods (for example, X-ray fluorescence or luminescent methods). This security tag can be formed directly on the protected product or independently of it in any known form and using known technologies.

Кроме того, из уровня техники известны технологии аналогичного назначения, раскрытые в описаниях зарубежных охранных документов, например, GB 1193511, JP 9119867, US 4533244.In addition, technologies of a similar purpose disclosed in the descriptions of foreign security documents, for example, GB 1193511, JP 9119867, US 4533244, are known from the prior art.

Также из уровня техники известен способ защиты от подделки и контроля подлинности ценных изделий, раскрытый в описании к патенту РФ №2276409, G07D 7/06, G06K 19/14, 10.05.2006 [4] (ближайший аналог). Согласно данному способу на изделии формируют пассивное защитное средство заданной структуры, которая обеспечивает возможность контроля наличия и подлинности упомянутого средства физическим методом анализа по резонансным эффектам в процессе внешнего воздействия на него зондирующим электромагнитным излучением заданной радиочастоты и детектирования параметров определенных информативных признаков в резонансном отклике защитного средства на упомянутое внешнее воздействие с последующим автоматическим сопоставлением зарегистрированных параметров этих информативных признаков с эталонными значениями. В качестве пассивного защитного средства используют металлизированную, по меньшей мере, трехслойную резонансную фильтровую структуру. В качестве зондирующего излучения используют радиочастоту СВЧ-диапазона, в качестве информативных признаков используют характерные пиковые значения частотной характеристики коэффициентов прямой передачи и обратного отражения.Also known from the prior art is a method of protection against counterfeiting and authenticity control of valuable products, disclosed in the description of the patent of the Russian Federation No. 2276409, G07D 7/06, G06K 19/14, 05/10/2006 [4] (the closest analogue). According to this method, a passive protective means of a given structure is formed on the product, which provides the ability to control the presence and authenticity of the said means by a physical method for analyzing resonance effects during external exposure to it by probing electromagnetic radiation of a given radio frequency and detecting parameters of certain informative features in the resonant response of the protective means to mentioned external impact followed by automatic matching registered OF DATA parameters of these informative features with reference values. As a passive protective agent, a metallized at least three-layer resonant filter structure is used. The microwave frequency is used as the probing radiation, and characteristic peak values of the frequency response of the direct transmission and back reflection coefficients are used as informative signs.

К недостаткам всех приведенных выше аналогов следует отнести их недостаточную надежность. Это связано, прежде всего, с тем, что современный уровень развития вычислительной, аналитической и множительной техники позволяет воспроизвести с высокой степенью идентичности практически любую ценную бумагу в неограниченном количестве при сравнительно небольших материальных затратах.The disadvantages of all of the above analogues should include their lack of reliability. This is due, first of all, to the fact that the current level of development of computational, analytical and multiplying equipment allows reproducing with a high degree of identity almost any security paper in unlimited quantities at a relatively low material cost.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение уровня надежности защиты от подделок и копирования ценных изделий.The problem to which the invention is directed is to increase the level of reliability of protection against counterfeiting and copying valuable products.

При реализации данного изобретения достигаются несколько технических результатов, один из которых заключается в повышении степени сложности выполнения защитного средства на ценном изделии с одновременным снижением возможности его подделки, копирования, изменения.When implementing this invention, several technical results are achieved, one of which is to increase the degree of complexity of a protective agent on a valuable product while reducing the possibility of counterfeiting, copying, changing it.

Указанная задача решается тем, что в способе защиты от подделок и контроля подлинности ценных изделий на ценном изделии формируют пассивное защитное средство заданной структуры, обеспечивают возможность контроля его наличия и подлинности, при этом в качестве материала пассивного защитного средства используют частицы вещества наноразмерного уровня, по меньшей мере, трех разных размеров, при этом возможность контроля наличия и подлинности защитного средства обеспечивают методом анализа по оптическим эффектам в процессе внешнего воздействия на него зондирующего электромагнитного излучения видимого оптического диапазона и детектирования информативных признаков в оптическом отклике защитного средства на упомянутое внешнее воздействие с последующим визуальным и автоматическим сопоставлением зарегистрированных параметров информативных признаков с информативными признаками, содержащимися в базе данных средства детектирования.This problem is solved by the fact that in the method of protection against counterfeiting and authenticity of valuable products on a valuable product form a passive protective agent of a given structure, provide the ability to control its presence and authenticity, while particles of a substance of nanoscale level, at least, are used as a material of a passive protective agent at least three different sizes, while the ability to control the presence and authenticity of the protective agent is provided by the method of analysis of optical effects in the process of external the action of probing electromagnetic radiation of the visible optical range on it and the detection of informative features in the optical response of the protective agent to the mentioned external influence, followed by visual and automatic comparison of the recorded parameters of the informative features with the informative features contained in the database of the detection tool.

Вместе с тем, в качестве вещества частиц наноразмерного уровня возможно использование кремния или пористого кремния.At the same time, silicon or porous silicon can be used as a substance of particles of a nanoscale level.

Кроме того, в качестве зондирующего электромагнитного излучения возможно использование перестраиваемого по частоте и мощности лазерного излучения в ближнем инфракрасном и видимом оптическом диапазоне длин волн.In addition, it is possible to use laser radiation tunable in frequency and power in the near infrared and visible optical wavelength ranges as probing electromagnetic radiation.

Кроме того, в качестве детектируемых информативных признаков возможно использование контрастной фотолюминесценции элементов защитной метки.In addition, as detectable informative features, it is possible to use contrast photoluminescence of security label elements.

Изобретение построено на следующем принципе. Суть способа заключается в использовании для идентификации подлинности ценных изделий физически уникальных оптических свойств частиц кремния наноразмерного уровня и пористого кремния [1, 2, 3]. Под определением «уникальные» физиками подразумеваются свойства, не характерные ни для объемного вещества, ни для молекул и атомов, из которого объемное вещество состоит.The invention is based on the following principle. The essence of the method is to use the physically unique optical properties of silicon particles of nanoscale level and porous silicon to identify the authenticity of valuable products [1, 2, 3]. The term “unique” by physicists means properties that are not characteristic of either bulk substance or the molecules and atoms of which the bulk substance consists.

Такими физически уникальными свойствами являются:These physically unique properties are:

- сильная фотолюминесценция наночастиц при комнатной температуре (около 300К),- strong photoluminescence of nanoparticles at room temperature (about 300K),

- зависимость спектра фотолюминесценции от размеров наночастиц («голубое» смещение),- the dependence of the photoluminescence spectrum on the size of the nanoparticles ("blue" shift),

- частотное смещение спектральных линий возбуждения и фотолюминесценции,- frequency shift of the spectral lines of excitation and photoluminescence,

- зависимость интенсивности фотолюминесценции от мощности зондирующего излучения.- dependence of the intensity of photoluminescence on the power of the probe radiation.

Как известно, люминесценцией называется поглощение энергии веществом с последующим ее переизлучением в видимом или близко к видимому диапазоне [1].As you know, luminescence is the absorption of energy by a substance with its subsequent re-emission in the visible or close to the visible range [1].

Люминесценция вещества может возбуждаться при воздействии различных по физической природе источников энергии (свет, электричество, тепло и пр.). Рассматриваемый способ предполагает использование для возбуждения люминесценции энергии лазерного излучения в ближнем ИК и видимом спектре длин волн, поэтому далее по тексту используется соответствующий физике явления термин - фотолюминесценция.The luminescence of a substance can be excited by exposure to energy sources of various physical nature (light, electricity, heat, etc.). The method under consideration involves the use of laser radiation energy in the near IR and visible wavelength spectra to excite luminescence, therefore, the term “photoluminescence” corresponding to the physics of the phenomenon is used below.

Обычный кремний обладает слабой фотолюминесценцией между 0,96 и 1,20 эВ, т.е. на энергиях, близких к ширине запрещенной зоны, составляющей при комнатной температуре 1,125 эВ. Такая фотолюминесценция в кремнии является следствием переходов электронов через запрещенную зону. Однако частицы кремния наноразмерного уровня демонстрируют сильную индуцированную светом фотолюминесценцию с энергиями заметно больше 1,4 эВ при температуре 300 К (см. фиг.1). Положение пика в эмиссионном спектре определяется размером наночастиц [1, 2, 3].Ordinary silicon has a weak photoluminescence between 0.96 and 1.20 eV, i.e. at energies close to the band gap of 1.125 eV at room temperature. Such photoluminescence in silicon is a consequence of electron transitions through the band gap. However, nanosized silicon particles exhibit strong light-induced photoluminescence with energies noticeably greater than 1.4 eV at 300 K (see FIG. 1). The position of the peak in the emission spectrum is determined by the size of the nanoparticles [1, 2, 3].

Интерес к наночастицам обусловлен сильным влиянием их размера на оптические свойства. Например, существует так называемое «голубое» смещение, т.е. сдвиг спектральных линий в сторону больших энергий при уменьшении размеров наночастиц.Interest in nanoparticles is due to the strong influence of their size on optical properties. For example, there is a so-called “blue” shift, i.e. shift of spectral lines towards higher energies with a decrease in the size of nanoparticles.

Иллюстрацией этого эффекта могут служить спектры фотолюминесцентной эмиссии (см. фиг.3) семи квантовых точек с размерами от 1,5 до 4,3 нм [1].An illustration of this effect is the photoluminescent emission spectra (see FIG. 3) of seven quantum dots with sizes from 1.5 to 4.3 nm [1].

Квантовая точка - наночастица с размерами нанометрового диапазона по всем трем измерениям. Эпитет «квантовая» используется вследствие подчинения свойств таких наночастиц законам квантовой механики.A quantum dot is a nanoparticle with nanoscale sizes across all three dimensions. The epithet “quantum” is used due to the subordination of the properties of such nanoparticles to the laws of quantum mechanics.

В общем случае методика возбуждения фотолюминесценции может состоять в сканировании по частоте возбуждающего света и регистрации эмиссии в очень узком спектральном диапазоне. На фиг.2 иллюстрируются спектры возбуждения и фотолюминесценции наночастиц CdSi размером 5,6 нм [1]. Важно отметить наблюдаемое частотное смещение спектральной линии возбуждения относительно спектральной линии фотолюминесценции.In the general case, the photoluminescence excitation technique can consist in scanning the frequency of the exciting light and detecting the emission in a very narrow spectral range. Figure 2 illustrates the excitation and photoluminescence spectra of CdSi nanoparticles with a size of 5.6 nm [1]. It is important to note the observed frequency shift of the spectral line of excitation relative to the spectral line of photoluminescence.

При этом возбуждение фотонами больших энергий (больше ширины энергетической щели) может быть наиболее эффективным при исследовании фотолюминесценции объемных материалов. Однако в случае наноматериалов было обнаружено, что при больших энергиях падающих фотонов эффективность фотолюминесценции падает. В этом случае начинают доминировать безизлучательные пути релаксации возбуждений.In this case, excitation by high-energy photons (greater than the width of the energy gap) can be most effective in studying the photoluminescence of bulk materials. However, in the case of nanomaterials, it was found that, at high incident photon energies, the photoluminescence efficiency decreases. In this case, nonradiative excitation relaxation paths begin to dominate.

Ниже приводится описание графических материалов, никоим образом не ограничивающих все возможные варианты осуществления изобретения.The following is a description of the graphic materials, in no way limiting all possible embodiments of the invention.

На фиг.1 иллюстрируется зависимость интенсивности фотолюминесценции наночастиц пористого кремния от времени электрохимического травления пластины кремния, которое определяет размеры наночастиц. Чем меньше размер наночастиц (меньше время травления), тем выше интенсивность фотолюминесценции [1, 2].Figure 1 illustrates the dependence of the photoluminescence intensity of porous silicon nanoparticles on the time of electrochemical etching of a silicon wafer, which determines the size of the nanoparticles. The smaller the size of the nanoparticles (shorter etching time), the higher the intensity of photoluminescence [1, 2].

На фиг.2. показаны спектры квантовых точек из CdSe диаметром 5,6 нм при температуре 10 К: а) спектр поглощения (сплошная линия) и фотолюминесценции (пунктирная линия), полученный при возбуждении на 2,655 эВ (467 нм); б) спектр возбуждения, полученный на частоте эмиссии, показанной стрелкой вниз на верхнем графике. Наблюдается частотное смещение спектральной линии возбуждения относительно спектральной линии фотолюминесценции [1].In figure 2. The spectra of quantum dots from CdSe 5.6 nm in diameter at a temperature of 10 K are shown: a) absorption spectrum (solid line) and photoluminescence (dashed line) obtained upon excitation at 2.655 eV (467 nm); b) the excitation spectrum obtained at the emission frequency shown by the down arrow in the upper graph. A frequency shift of the spectral line of excitation relative to the spectral line of photoluminescence is observed [1].

На фиг.3. приведены нормализованные спектры возбуждения фотолюминесценции для семи квантовых точек с размерами от 1,5 нм (верхний спектр) до 4,3 нм (нижний спектр) [1].In figure 3. normalized photoluminescence excitation spectra for seven quantum dots with sizes from 1.5 nm (upper spectrum) to 4.3 nm (lower spectrum) are given [1].

На фиг.4 представлен пример блок-схемы устройства для осуществления детектирования защитной метки и контроля ее подлинности. Для обозначения блоков приняты следующие сокращения:Figure 4 presents an example block diagram of a device for detecting a security tag and verifying its authenticity. The following abbreviations are used to indicate blocks:

ПЛ - перестраиваемый лазер,PL - tunable laser

УУЧИ - устройство управления частотой излучения ПЛ,UCHI - a device for controlling the frequency of submarine radiation

ЛЛ - лазерный луч,LL - laser beam,

ОЛ1, 2 - оптические линзы 1 и 2,OL1, 2 - optical lenses 1 and 2,

ОФ - оптический фильтр,OF - optical filter,

УУОФ - устройство управления ОФ,UUOF - PF control device,

УОФ1, 2, 3 - узкополосный ОФ 1, 2 и 3 соответственно,UOF1, 2, 3 - narrow-band OF 1, 2 and 3, respectively,

УУУОФ - устройство управления УОФ 1-3UUUOF - control unit UOF 1-3

ЭМС1, 2 - электромеханические системы 1 и 2 «включения» ОФ иEMC1, 2 - electromechanical systems 1 and 2 of the "inclusion" OF and

УОФ 1-3 соответственно,UVF 1-3 respectively

ЗМ - защитная метка (штрихкод),ЗМ - protective label (barcode),

ЗИ - защищаемое изделие,ZI - protected product,

ЗЛИ - зондирующее лазерное излучение,ZLI - probing laser radiation,

ФИЗМ - фотолюминесцентное изображение защитной метки,PHISM - photoluminescent image of a protective label,

РФА - регистрирующая фотоаппаратура,XRF - recording equipment,

ЭВУ - электронно-вычислительное устройство,EVU - electronic computing device,

МЭВУ - монитор ЭВУ,MEVU - EVU monitor,

БДШЗМ - база данных шаблонов защитных меток.BDSHZM - database of security label templates.

В качестве примера возможного принципа формирования защитной метки может быть рассмотрено применение штрихкода, выполненного с использованием наночастиц одно, двух или трех существенно различных, но подобранных размеров. Упомянутый штрихкод может нести в себе информацию, например, о номинале банкноты, серии и номере с указанием года выпуска и т.п., продублированную или троированную для дальнейшего детектирования двумя или тремя размерами наночастиц соответственно.As an example of a possible principle for the formation of a security label, the use of a barcode made using one, two or three nanoparticles of substantially different but selected sizes can be considered. The mentioned barcode can contain information, for example, about the denomination of a banknote, series and number indicating the year of issue, etc., duplicated or tripled for further detection by two or three sizes of nanoparticles, respectively.

Контроль подлинности защитной метки осуществляют в два этапа.The authentication of the security label is carried out in two stages.

Первый этап.First step.

При воздействии на указанную метку зондирующего лазерного излучения с частотой и мощностью, характерными для возбуждения фотолюминесценции примененных при формировании штрихкода наночастиц, возникает контрастное фотолюминесцентное изображение штрихкода на одной, второй и третьей «резонансной», т.е. вызывающей фотолюминесценцию, частоте излучения возбуждающего лазера (в случае применения трех размеров наночастиц).When exposed to the indicated label of the probe laser radiation with a frequency and power characteristic of exciting the photoluminescence used in the formation of the barcode of the nanoparticles, a contrast photoluminescent image of the barcode appears on one, second and third “resonant”, i.e. causing photoluminescence, the frequency of the exciting laser radiation (in the case of using three sizes of nanoparticles).

Второй этап.Second phase.

При воздействии на указанную метку зондирующего лазерного излучения с частотой, характерной для возбуждения фотолюминесценции примененных при формировании штрихкода наночастиц, но с увеличенной мощностью, происходит снижение контрастности фотолюминесцентного изображения штрихкода или практически полное его «исчезновение» с защищаемого объекта вследствие увеличения числа безизлучательных путей релаксации возбуждений.When exposed to the indicated label of the probe laser radiation with a frequency characteristic of the photoluminescence excitation used in the formation of the barcode of the nanoparticles, but with an increased power, the contrast of the photoluminescent image of the barcode decreases or it almost completely “disappears” from the protected object due to an increase in the number of nonradiative excitation relaxation paths.

Подавление фоновой засветки на частоте излучения возбуждающего фотолюминесценцию лазера обеспечивается за счет использования узкополосных (например, дифракционных) оптических фильтров.The suppression of the background illumination at the radiation frequency of the laser exciting the photoluminescence is ensured by the use of narrow-band (for example, diffraction) optical filters.

Для реализации рассмотренного способа защиты ценных изделий, в частности, банкнот, кредитных документов и иных ценных бумаг, выбирают структуру защитной метки, наиболее подходящую для защищаемого устройства. Могут быть использованы различные известные из уровня техники варианты и способы формирования и нанесения защитной метки.To implement the considered method of protecting valuable products, in particular, banknotes, credit documents and other securities, choose the structure of the security label that is most suitable for the protected device. Various known from the prior art options and methods for forming and applying a protective label can be used.

Поскольку конкретные методы нанесения изображений, например, на банкноты различных достоинств, являются охраняемыми сведениями государства, а их выбор не ограничивает сферу применения предлагаемого способа, предположим, что защитная метка выполняется в виде упомянутого выше штрихкода, который наносится на защищаемый объект штемпельным, трафаретным или иным известным способом. К слову сказать, устойчивость изображения, выполненного с использованием наночастиц на поверхности бумаги, сама по себе высока. Это явление может быть объяснено их глубоким проникновением в структуру материала. Гарантированную износоустойчивость защитной метки на основе наночастиц можно получить при использовании различного рода пластификаторов на различных стадиях изготовления защищаемых объектов, прежде всего банкнот, кредитных и иных ценных бумаг.Since specific methods of applying images, for example, to banknotes of various denominations, are protected by the state, and their choice does not limit the scope of the proposed method, we assume that the security label is in the form of the above barcode, which is applied to the protected object with a stamp, screen or other in a known manner. By the way, the stability of the image made using nanoparticles on the surface of the paper itself is high. This phenomenon can be explained by their deep penetration into the structure of the material. Guaranteed durability of a protective label based on nanoparticles can be obtained by using various types of plasticizers at various stages of the manufacture of protected objects, primarily banknotes, credit and other securities.

Современный уровень техники позволяет выполнить оборудование для устройства детектирования защитной метки как в стационарном, так и в переносном вариантах. Вариант блок-схемы устройства для контроля подлинности защищаемого объекта приведена на фиг.4.The current state of the art makes it possible to carry out equipment for a protective mark detection device both in stationary and portable versions. An embodiment of a block diagram of a device for authenticating a protected object is shown in FIG. 4.

В качестве ПЛ могут быть использованы, например, лазеры приставки-преобразователи на кристаллах Al2O3:Ti3+ и форстерита (Mg2SiO4:Cr4+), которые предназначены для преобразования энергии генерации основной частоты и второй гармоники YAG (YLF):Nd лазеров с модулированной добротностью резонатора в перестраиваемое узкополосное излучение ближних ИК, ультрафиолетовой и видимой областей спектра [4].As submarines, for example, Al 2 O 3 : Ti 3+ and forsterite crystals (Mg 2 SiO 4 : Cr 4+ ) can be used to convert the lasing energy of the fundamental frequency and second harmonic YAG (YLF ): Nd lasers with a modulated Q-factor of the resonator into tunable narrow-band radiation of the near IR, ultraviolet, and visible spectral regions [4].

В принципе, вместо перестраиваемого лазера можно использовать несколько самостоятельных лазеров, количество и частоты излучения которых должны соответствовать числу типоразмеров примененных для создания ЗМ наночастиц.In principle, instead of a tunable laser, several independent lasers can be used, the number and frequency of radiation of which should correspond to the number of standard sizes used to create ZM nanoparticles.

Управление мощностью излучения лазера и подавление фоновой засветки на частоте излучения возбуждающего фотолюминесценцию лазера может быть выполнено, например, введением в оптическую схему соответствующих оптических (затемняющих и узкополосных) фильтров.The control of the laser radiation power and the suppression of background illumination at the radiation frequency of the laser exciting the photoluminescence can be performed, for example, by introducing the appropriate optical (dimming and narrow-band) filters into the optical circuit.

В качестве регистрирующей фотолюминесценцию фотоаппаратуры может быть использована, например, цифровая фотокамера, аналогичная используемой для цели дактилоскопии (см. выше по тексту) или иное устройство, например, на основе приборов с зарядовой связью (ПЗС).As photoluminescence recording photographic equipment, for example, a digital camera similar to that used for fingerprinting (see above) or another device, for example, based on charge-coupled devices (CCD), can be used.

Оптические элементы: линзы, фильтр для ослабления мощности лазерного излучения и узкополосные, например дифракционные, фильтры особенностей не имеют.Optical elements: lenses, a filter to attenuate the power of laser radiation and narrow-band, for example diffraction, filters have no special features.

Последовательность работы устройства детектирования ЗМ в соответствии с ранее описанными этапами и идентификацию подлинности обеспечивает программа ЭВУ.The sequence of operation of the detection device ZM in accordance with the previously described steps and the identification of the authenticity of the program provides the EVU.

Пусть для формирования ЗМ используются наночастицы трех размеров. Для идентификации ЗМ защищаемое изделие помещается в устройство для ее детектирования. Исходное состояние оптического фильтра ОФ - «включенное», т.е. он установлен с помощью ЭМС1 на пути прохождения ЛЛ (положение 1а на фиг.4), вследствие чего мощность излучения ПЛ оказывается пониженной до рабочего уровня, обеспечивающего требуемую интенсивность фотолюминесценции наночастиц.Let nanoparticles of three sizes be used to form ZM. To identify the ZM, the protected product is placed in a device for its detection. The initial state of the OF optical filter is “on”, i.e. it was installed using EMC1 along the path of the LL (position 1a in Fig. 4), as a result of which the radiation power of the submarines is reduced to a working level that provides the required photoluminescence intensity of the nanoparticles.

Первый этап идентификации ЗМ.The first stage of identification of ZM.

Электронно-вычислительное устройство формирует сигнал первого «уровня», который поступает в УУЧИ перестраиваемого лазера. В результате этого УУЧИ обеспечивает параметры ПЛ, при которых частота его излучения соответствует необходимой для возбуждения фотолюминесценции наночастиц первого размера. При этом ОЛ1 предназначена для рассеивания ЛЛ на поверхность ЗМ, а ОЛ2 обеспечивает работу РФА.An electronic computing device generates a signal of the first "level", which enters the UCHI of a tunable laser. As a result of this, UCHI provides parameters of the PL at which the frequency of its radiation corresponds to that necessary for the excitation of photoluminescence of nanoparticles of the first size. In this case, OL1 is designed to disperse LL to the surface of the ZM, and OL2 ensures the operation of the XRF.

«Включенный» (положение 1б на фиг.4) с помощью ЭМС2 и УУУОФ по сигналу ЭВУ узкополосный фильтр УФ1 настроен на пропускание длины волны фотолюминесценции наночастиц первого размера, что обеспечивает «отсечку» фонового излучения с частотой генерации лазера, возбуждающего фотолюминесценцию этих частиц. Регистрирующая фотолюминесцентное изображение ЗМ фотоаппаратура известным образом преобразовывает его в цифровое, которое поступает в ЭВУ. В ЭВУ происходит корреляционное сравнение цифрового изображения ЗМ с соответствующим шаблоном, хранящимся в БДШЗМ. Одновременно цифровое изображение ЗМ выводится на монитор ЭВУ для визуального контроля и сравнения его с приведенными в соответствующих инструкциях или с упоминавшимися уже шаблонами, изображение которых также может быть выведено на монитор ЭВУ.“On” (position 1b in FIG. 4), using EMC2 and UUUOF, the UVB narrowband filter UV1 is configured to transmit the photoluminescence wavelength of first-size nanoparticles, which provides a “cut-off” of background radiation with a laser generation frequency that excites the photoluminescence of these particles. A photographic equipment recording a photoluminescent image of a ZM in a known manner converts it into a digital one, which is fed to an EVU. In the EVU, a correlation comparison of the digital image of the ZM with the corresponding template stored in the BDSM takes place. At the same time, a digital image of the ZM is displayed on the EVU monitor for visual control and comparison with the templates given in the relevant instructions or with the templates already mentioned, the image of which can also be displayed on the EVU monitor.

Затем ЭВУ последовательно формирует на входе УУЧИ сигналы второго и третьего «уровней», одновременно с этим обеспечивая через УУУФ и ЭМС2 «включение» УФ2, затем УФ3. При этом процесс корреляционного сравнения повторяется второй и третий раз.Then the EVU sequentially generates the signals of the second and third “levels” at the input of the LEARNING, while at the same time providing UV2 and then UV3 through the UVUF and EMC2. In this case, the process of correlation comparison is repeated a second and third time.

Результатами первого этапа могут быть следующие:The results of the first stage can be the following:

- фотолюминесценция ЗМ отсутствует,- there is no photoluminescence of ZM,

- контрастное фотолюминесцентное изображение ЭМ регистрируется на всех частотах возбуждения.- a contrast photoluminescent EM image is recorded at all excitation frequencies.

Первый результат указывает на то, что ЗМ на защищаемом изделии либо отсутствует, либо выполнена с использованием ненаночастиц или наночастиц других размеров. Второй результат для первого этапа является положительным.The first result indicates that the ZM on the protected product is either absent or made using non-nanoparticles or nanoparticles of other sizes. The second result for the first stage is positive.

Второй этап идентификации ЗМ.The second stage of identification of ZM.

Электронно-вычислительное устройство формирует сигнал, который поступает на вход УУМИ. В соответствии с этим сигналом ЭМС1 «выключает» ОФ, убрав его с пути ЛЛ (положение 2а на фиг.4), и мощность зондирующего лазерного излучения возрастает.The electronic computing device generates a signal that is fed to the input of the UMI. In accordance with this signal, EMC1 “turns off” the OF, removing it from the LL path (position 2a in Fig. 4), and the power of the probe laser radiation increases.

Процесс идентификации, описанный выше, последовательно повторяется четвертый, пятый и шестой раз.The identification process described above is sequentially repeated a fourth, fifth, and sixth time.

Положительным результатом второго этапа являются заметное снижение контрастности или исчезновение фотолюминесцентного изображения ЗМ для каждой из частот возбуждения. Дополнительный контроль обеспечивается за счет визуального наблюдения изменения контрастности фотолюминесцентного изображения на МЭВУ.A positive result of the second stage is a noticeable decrease in contrast or the disappearance of the photoluminescent image of ZM for each of the excitation frequencies. Additional control is provided by visual observation of the contrast changes in the photoluminescent image on the MEA.

Таким образом, применение предлагаемого способа, основанного на использовании физически уникальных оптических свойств частиц вещества наноразмерного уровня, обеспечивает гарантированную защиту ценных изделий от подделки и возможность последующего определения их подлинности с высокой достоверностью как визуально, так и автоматически с использованием технических средств.Thus, the application of the proposed method, based on the use of physically unique optical properties of particles of a substance of nanoscale level, provides guaranteed protection of valuable products from counterfeiting and the possibility of subsequent determination of their authenticity with high reliability both visually and automatically using technical means.

Литературные источникиLiterary sources

1. Ч.Пул, Ф.Оуэнс. Мир материалов и технологий. Нанотехнологии. М., Техносфера, 2004.1. C. Pool, F. Owens. The world of materials and technology. Nanotechnology. M., Technosphere, 2004.

2. П.К.Кашкаров. Необычные свойства пористого кремния. Соросовский образовательный журнал, том 7, №1, 2001.2. P.K. Kashkarov. Unusual properties of porous silicon. Soros Educational Journal, Volume 7, No 1, 2001.

3. С.П.Зимин. Пористый кремний - материал с новыми свойствами. Соросовский образовательный журнал, том 8, №1, 2004.3. S.P. Zimin. Porous silicon is a material with new properties. Soros Educational Journal, Volume 8, No 1, 2004.

4. Производство компании ЛОТИС (Лазеры - Оптика - Технология и Системы) при Институте физики Академии наук Белоруссии.4. Production of the LOTIS company (Lasers - Optics - Technology and Systems) at the Institute of Physics of the Academy of Sciences of Belarus.

Claims (5)

1. Способ защиты от подделки ценных изделий и контроля их подлинности, при котором на ценном изделии формируют пассивную защитную метку заданной структуры, обеспечивают возможность контроля ее наличия и подлинности, отличающийся тем, что в качестве материала пассивной защитной метки используют частицы кремния или пористого кремния наноразмерного уровня, по меньшей мере, трех разных размеров, при этом возможность контроля наличия и подлинности защитной метки обеспечивают методом анализа по эффектам люминесценции в процессе внешнего воздействия на нее зондирующего электромагнитного излучения видимого оптического диапазона и детектирования информативных признаков защитной метки в ее оптическом отклике на упомянутое внешнее воздействие с последующим визуальным и автоматическим сопоставлением зарегистрированных параметров информативных признаков защитной метки с информативными признаками, содержащимися в базе данных средства детектирования, причем зондирующее электромагнитное излучение формируют для каждого размера наночастицы упомянутого вещества вначале с частотой и мощностью, характерными для возбуждения люминесценции наночастицы соответствующего размера, и затем с увеличенной мощностью, обеспечивающей снижение контрастности люминесценции.1. A method of protecting against counterfeiting of valuable products and controlling their authenticity, in which a passive protective label of a given structure is formed on a valuable product, it is possible to control its presence and authenticity, characterized in that particles of silicon or nanosized silicon are used as the material of the passive protective label level of at least three different sizes, while the ability to control the presence and authenticity of the protective mark is provided by the method of analysis according to the effects of luminescence in the process of external actions of probing electromagnetic radiation of the visible optical range on it and detecting informative signs of the protective mark in its optical response to the mentioned external influence, followed by visual and automatic comparison of the registered parameters of the informative signs of the protective mark with the informative signs contained in the database of the detection means, and probing electromagnetic radiation form, for each size, nanoparticles of said substance at first with frequency and power, characteristic for the excitation of luminescence of a nanoparticle of the corresponding size, and then with an increased power, providing a decrease in the contrast of luminescence. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве зондирующего электромагнитного излучения используют перестраиваемое по частоте и мощности лазерное излучение в ближнем инфракрасном и видимом оптическом диапазоне длин волн.2. The method according to claim 1, characterized in that the laser radiation in the near infrared and visible optical wavelength ranges is used as a probe electromagnetic radiation. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве детектируемых информативных признаков используют контрастную фотолюминесценцию элементов защитной метки.3. The method according to claim 1, characterized in that the contrast photoluminescence of the security label elements is used as detected informative features. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве детектируемых информативных признаков используют контрастную фотолюминесценцию элементов защитной метки.4. The method according to claim 1, characterized in that the contrast photoluminescence of the security label elements is used as detected informative features. 5. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве детектируемых информативных признаков используют контрастную фотолюминесценцию элементов защитной метки. 5. The method according to claim 2, characterized in that the contrast photoluminescence of the security label elements is used as detected informative features.
RU2006146850/09A 2006-12-28 2006-12-28 Method for counterfeit protection and authentication of valuables RU2359328C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006146850/09A RU2359328C2 (en) 2006-12-28 2006-12-28 Method for counterfeit protection and authentication of valuables

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006146850/09A RU2359328C2 (en) 2006-12-28 2006-12-28 Method for counterfeit protection and authentication of valuables

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006146850A RU2006146850A (en) 2008-07-10
RU2359328C2 true RU2359328C2 (en) 2009-06-20

Family

ID=41026139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006146850/09A RU2359328C2 (en) 2006-12-28 2006-12-28 Method for counterfeit protection and authentication of valuables

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2359328C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120313748A1 (en) * 2011-06-09 2012-12-13 Pawlik Thomas D Authentication of a security marker
US20120313749A1 (en) * 2011-06-09 2012-12-13 Pawlik Thomas D Authentication of a security marker
US20120313747A1 (en) * 2011-06-09 2012-12-13 Pawlik Thomas D Method for authenticating security markers
RU2639807C1 (en) * 2017-06-07 2017-12-22 Акционерное общество "ГОЗНАК" Protective element for polygraphic products and fraud-proof polygraphic product
RU2807430C1 (en) * 2022-12-01 2023-11-14 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО" (Университет ИТМО) Method of protection against counterfeiting of valuable products and control of their authenticity

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4533244A (en) * 1980-05-30 1985-08-06 Gao Gesellschaft Fur Automation Und Organisation Mbh Process for authenticity determination of security documents with security features in the form of luminescing substances
US5291006A (en) * 1989-08-11 1994-03-01 Nhk Spring Co., Ltd. Authenticity identifying system for information storage cards
RU2003104401A (en) * 2003-02-14 2004-08-20 Ильдар Ибрагимович Салимов (RU) METHOD FOR CHECKING THE AUTHENTICITY OF OBJECTS
RU2276409C2 (en) * 2004-07-08 2006-05-10 Объединение государственных предприятий и организаций по производству государственных знаков Минфина РФ (Объединение "ГОЗНАК") Method for protection from forgery and authenticity control of valuable products

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4533244A (en) * 1980-05-30 1985-08-06 Gao Gesellschaft Fur Automation Und Organisation Mbh Process for authenticity determination of security documents with security features in the form of luminescing substances
US5291006A (en) * 1989-08-11 1994-03-01 Nhk Spring Co., Ltd. Authenticity identifying system for information storage cards
RU2003104401A (en) * 2003-02-14 2004-08-20 Ильдар Ибрагимович Салимов (RU) METHOD FOR CHECKING THE AUTHENTICITY OF OBJECTS
RU2276409C2 (en) * 2004-07-08 2006-05-10 Объединение государственных предприятий и организаций по производству государственных знаков Минфина РФ (Объединение "ГОЗНАК") Method for protection from forgery and authenticity control of valuable products

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120313748A1 (en) * 2011-06-09 2012-12-13 Pawlik Thomas D Authentication of a security marker
US20120313749A1 (en) * 2011-06-09 2012-12-13 Pawlik Thomas D Authentication of a security marker
US20120313747A1 (en) * 2011-06-09 2012-12-13 Pawlik Thomas D Method for authenticating security markers
RU2639807C1 (en) * 2017-06-07 2017-12-22 Акционерное общество "ГОЗНАК" Protective element for polygraphic products and fraud-proof polygraphic product
RU2807430C1 (en) * 2022-12-01 2023-11-14 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО" (Университет ИТМО) Method of protection against counterfeiting of valuable products and control of their authenticity

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006146850A (en) 2008-07-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Taminiau et al. Quantifying the magnetic nature of light emission
Park et al. Plasmonic Nanowire‐Enhanced Upconversion Luminescence for Anticounterfeit Devices
JP6313760B2 (en) Article, method for discriminating it, and discrimination system using attenuation constant modulation
EP2751548B1 (en) Articles with confounded emission characteristics and methods and apparatus for their authentication
JP2014527547A (en) Luminescent phosphor compounds, articles containing luminescent phosphor compounds and methods for their manufacture and use
RU2359328C2 (en) Method for counterfeit protection and authentication of valuables
US9239262B2 (en) Methods and apparatus for authenticating articles with luminescent phosphor compounds
US20220366752A1 (en) Coded polymer substrates for banknote authentication
CN107209969A (en) Intelligent anti-counterfeiting optical system (SACOS) for detecting fraud using advanced-based spectroscopy
RU2144216C1 (en) Method for protection of valuable items against faking
RU2343549C1 (en) Method for counterfeit protection and control of valuable articles identity
RU2567068C1 (en) Determination of laminar article authentication
RU2408073C2 (en) Method of authenticating security objects using nanosized labels
RU2325700C1 (en) Method of protection against forgery and precious items authenticity control
RU2343547C1 (en) Method of counterfeit protection and detection of valuable articles identity
Wu et al. Hybridized effects of plasmonic quadrupolar and dipolar resonances on the perforated planar metallic film
US20180252637A1 (en) Coded polymer substrates for banknote authentication
Dmytruk et al. Emission from silicon as a real-time figure of merit for laser-induced periodic surface structure formation
RU2380757C2 (en) Method for valuable articles counterfeit protection and identity verification
RU2359329C2 (en) Method for counterfeit protection and authentication of valuables
RU2343546C2 (en) Method for counterfeit protection and control of valuables authenticity
Ershov et al. Photochemical technology of the formation of polymer materials’ nanomarkers
RU2343548C1 (en) Way of protection against fakes and control of authenticity of valuable products
RU2333535C1 (en) Method of protection against fakes and control of valuable products authenticity
RU2343550C1 (en) Method for counterfeit protection and control of valuable articles identity

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090523