專利名稱：利用等離子體激元效應的光學編碼裝置和使用該裝置的鑒定方法
技術領域：
本發(fā)明涉及包含能夠通過發(fā)光來發(fā)射紅外、可見和/或紫外范圍的 光的多個團粒的光學編碼裝置。這種發(fā)光的能力是由于在這些團粒中 存在一個或多個發(fā)光體。
本發(fā)明覆蓋的光學編碼裝置因此涉及例如與贗品或偽造物的檢測 有關的產(chǎn)品鑒定和可追蹤性的領域。
背景技術：
當前在追蹤和鑒定產(chǎn)品方面已知許多技術手段。所述產(chǎn)品可以是 藝術品、商業(yè)消費品、身份文件、支付手段等。
這種產(chǎn)品因此可包含一種或更多種材料，這些材料包括例如紙、 紡織品、皮革、塑料等。在當前使用的追蹤和鑒定這些產(chǎn)品的手段中， 可以提及的是條型碼、必須光學解碼的全息圖、通過電磁方法解碼的
電子標簽(有時由"射頻識別數(shù)據(jù)"的首字母縮寫RFID表示)。已知 的還有包括將加密的數(shù)字編碼賦予待鑒定產(chǎn)品的密碼技術，或?qū)⒅T如 示蹤劑(發(fā)光的、磁性的、化學的，等等)的特定要素嵌入待鑒定的 物體或產(chǎn)品的特定結構中。
本發(fā)明涉及后一種領域，并且更具體涉及利用發(fā)光示蹤劑追蹤或 鑒定產(chǎn)品的方法。
在本身已知的方式中，這種發(fā)光示蹤劑形成為了鑒定物體或產(chǎn)品 而必須讀取的光學代碼。 一般地，直接將包含作為發(fā)光材料的小顆粒、 分子或粒子的一個或多個發(fā)光體的混合物涂覆在待鑒定產(chǎn)品的表面 上。
在產(chǎn)品的鑒定過程中，使用外部發(fā)光源激發(fā)由此沉積的發(fā)光體，
并且收集所述發(fā)光體通過去激發(fā)(deexcitation )而再發(fā)射的光線。對
體的與這些發(fā)光體相關的光學代碼。
文獻US-4146792提供一種設計用于鑒定信托票據(jù)的這種光學編 碼的例子。在本身已知的方式中，發(fā)光體的原子的電子被光源的光子 激發(fā)，然后它們在去激發(fā)過程中發(fā)射波長依賴于入射光線波長的光子。 在這種情況下，利用染料來部分吸收由發(fā)光體發(fā)射的熒光光i普，從而 涉及純光子機制。因此難以鑒定這種發(fā)光體的特性。因而，信托票據(jù) 的鑒定更加可靠。
但是，設計用于這些鑒定應用的發(fā)光體必須具有高發(fā)光率(定義 為發(fā)射的光子數(shù)量與被發(fā)光材料吸收的光子數(shù)量的比值)，并且必須 足夠耐用以能夠持續(xù)地發(fā)光。事實上，具有這些發(fā)光率和耐用性能的 發(fā)光體數(shù)量有限，使得用于形成光學代碼的可能的組合也數(shù)量有限。 在熒光光i普(特別是峰值)已知并被列出的范圍內(nèi)，識別構成所用發(fā) 光體的發(fā)光材料并由此偽造光學代碼相對較為容易。
此外，在使用的發(fā)光材料相對未知的罕見情況下，分析包含發(fā)光 體的材料的物理化學光鐠相對較為容易。這使得能夠仿造光學代碼裝 置并由此偽造真實的物體。
文獻US 2005/142605描述了 一種使用具有表面等離子體激元效應 的納米粒子以增加意圖用于標記介質(zhì)的化學物體的吸收或熒光性能。
因此，能夠向光敏材料施加較低的激發(fā)。
因此，本發(fā)明的目的在于，提供不可偽造的且唯一的光學編碼裝 置。該光學編碼裝置的基本目的在于避免現(xiàn)有技術的缺點，特別是防 止回顧分析由發(fā)光團粒再發(fā)射的與待鑒定物體相關的發(fā)光光鐠。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及一種難以解碼并且?guī)缀醪豢赡芮址傅目煽康墓?學編碼裝置。
該光學編碼裝置包含多個適于通過發(fā)光來發(fā)射紅外線、可見光或
紫外線的團粒，所述團粒中的至少一個包含至少一個發(fā)光體，并且該 光學編碼裝置還包含至少一個由表面等離子體激元效應材料構成的粒 子，所述發(fā)光體和所述粒子適于進行相互作用。
換言之，本發(fā)明覆蓋的光學編碼裝置包含聚集在一起的兩種類型 的要素，這兩種要素在其中之一發(fā)光的過程中相互作用。
所述粒子適于在通過具有完全或部分覆蓋所述發(fā)光體的發(fā)射光鐠
的光譜的能量被提取(extract)時，呈現(xiàn)表面等離子體激元效應。 在本發(fā)明的上下文中，表述"表面等離子體激元效應，，是指位于
構成所述粒子的原子的傳導平衡位置上的電子的集體激發(fā)。粒子必須
被包含在發(fā)光體的能量光譜內(nèi)的能量所激發(fā)。
由此，可以獲得明顯的相互作用，并因此調(diào)制所發(fā)射的發(fā)光光譜
以鑒定具有這種光學編碼裝置的物體。
在本發(fā)明的上下文中，表述"調(diào)制發(fā)光光譜"是指由于存在表面等
離子體激元效應粒子而選擇性增加或減小發(fā)光體的光學特征(發(fā)射或
吸收)的某些部分的能力。
發(fā)光體的光鐠特征的改變具體取決于 -表面等離子體激元效應粒子和發(fā)光體之間的距離； -等離子體激元共振頻率，其與發(fā)光體共振頻率相比是可調(diào)節(jié)的，
例如由于等離子體激元粒子的尺寸所致。
因此，這種組合帶來這種改變，并且對于影響這種改變的各種參
數(shù)的控制顯著增加可用的唯一光學特征的數(shù)量。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，通過包封所述發(fā)光體和所述粒子的包覆
體形成團粒。有利的是，這種包覆體由對紅外線、可見光或紫外線透
明的材料構成。
在這種情況下，發(fā)光體和粒子被"嵌入"和"涂覆"在該包覆體中， 該團粒具有珠粒的形式。
可稱為"編碼粒子"的同 一物理實體中的發(fā)光體和粒子的組合具有 以下顯著的優(yōu)點
-該編碼實體可以獨立于待標記介質(zhì)而臨時制造。在標記時，將 其與所述介質(zhì)沉積或整合在一起就足夠了 。這種發(fā)光體/表面等離子體 激元效應粒子的組合因此可被用于標記如紙、玻璃、塑料等那樣不同
的材料；
-發(fā)光體和表面等離子體激元效應粒子在具有預先限定和穩(wěn)定的 結構的物理實體中的共存，最優(yōu)用于控制這兩種分子之間的相互作用， 特別是它們的距離，這在光譜的變化中起關鍵作用。
有利的是，該團粒具有小于200nm的尺寸。
這種尺寸用于制備相對較小的團粒，這種團粒不改變待鑒定物體 的細薄材料(特別是膜和/或纖維)成分的力學性能。事實上，尺寸過 大的光學編碼裝置存在不能保持力學性能并因此局部損傷待鑒定物體 的風險。
此外，在光學編碼裝置具有小于60nm的尺寸的情況下，它是無 法用肉眼檢測的。
并且，有利地小于200nm的這種尺寸與發(fā)光體和等離子體激元效 應粒子之間的短距離相互作用完全相容。
事實上并且根據(jù)本發(fā)明的一個有利特征，發(fā)光體和具有表面等離 子體激元效應的粒子之間的距離小于30nm。這種距離有利于粒子和 發(fā)光體之間的相互作用。
該距離甚至可減小為零，即發(fā)光體和所述粒子接觸。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，發(fā)光體或所述粒子被隔離層覆蓋，所述 隔離層來自對所述紅外線、可見光或紫外線透明的材料。
換言之，將稱為隔離物的材料插入發(fā)光體和粒子之間，用于在它 們之間建立有利于這種相互作用的距離。
根據(jù)本發(fā)明，表面等離子體激元效應粒子包括具有高密度和高電 子遷移率的導電金屬，所述導電金屬選自包括金、銀、銅、鋁和鈉的 組。
這些金屬事實上可在它們的原子在紅外線、可見光或紫外范圍內(nèi) 被激發(fā)時產(chǎn)生表面等離子體激元。
作為替代方案，所述粒子可包括由選自包括金、銀、銅的組的具
有高密度和高電子遷移率的導電金屬膜所覆蓋的電介質(zhì)或半導體材料 制成的納米粒子，以形成適用于呈現(xiàn)適合所述發(fā)光體發(fā)光光鐠的表面 等離子體激元效應的光學諧振器。
這種粒子因此用于通過光學共振產(chǎn)生與發(fā)光體的發(fā)射光鐠匹配的 表面等離子體激元。由此可通過改變這些粒子的尺寸或由這些粒子制 成的光學諧振器膜的厚度而增加發(fā)光可能性的數(shù)量。
這種材料由此用于制備有效的光學諧振器。
特別優(yōu)選使用用于等離子體激元效應的光學諧振器納米裝置，即 絕緣粒子上的金屬層。事實上，該替代方案用于獲得比在單一等離子
體激元納米粒子的情況下寬得多的共振頻率典型的是可見光到IR 范圍的幾百nm，例如通過僅改變諧振器的幾何尺寸獲得。這使得不 必改變其化學特性來改變等離子體激元頻率。 根據(jù)本發(fā)明，所述發(fā)光體選自
有機發(fā)光體，選自包括若丹明-B-異硫氰酸(RBITC)、異硫氰酸 熒光素(FITC)、熒光素、若丹明、曙紅鈉(eosine) 、 pyranine、 aminoG的組；
ZnO、 ZnS、 CdSe、 InGaP、 InP、 Si、 Ge、 GaAs、 GaP、 GaAsP 的納米晶體；
摻雜稀土離子的氧化物、硫化物、磷酸鹽或釩酸鹽基質(zhì)，如 Y203:Eu、 Y202S:Eu、 BaMgAl16017:Eu、 GdB03:Eu、 YGdB03:Eu、 YPV04:Eu、 Gd203:Tb、 Gd202S:Tb 、 Y3Al5012:Tb 、 Y2SiOs:Ce 、 LaP04:Tb, Ce;
摻雜過渡金屬的半導體或氧化物基質(zhì)，如ZnS:Mn、 ZnS:Au、 ZnS:Al、ZnS:Ag、ZnO:Ag、ZnO:Cu、ZnO:Mn、Zn2Si04:Mn、Al203:Cr、 Al203:Ti。
這種發(fā)光體適于通過發(fā)光來發(fā)射紅外線、可見光或紫外線。 根據(jù)本發(fā)明，覆蓋發(fā)光體和/或表面等離子體激元效應粒子的隔離
層由諸如聚硅氧烷(Si02)、氧化鋯(Zr02)或氧化鋁(A1203)的聚
合物或無機氧化物構成。
這種隔離層對紅外線、可見光或紫外線透明，并且它用于控制發(fā) 光體和粒子之間的距離。
根據(jù)本發(fā)明，包封發(fā)光體和表面等離子體激元效應粒子的包覆體
由諸如聚硅氧烷(Si02)、氧化鋯(Zr02)或氧化鋁(A1203)的無機 氧化物構成。
這種包覆體對紅外線、可見光或紫外線透明，并用于控制發(fā)光體 和所述粒子之間的距離。
本發(fā)明還涉及一種標記物體以使其不可偽造的方法，所述物體具 體包括紡織品、紙、玻璃或塑料。該方法包括將所述物體與上述的光 學編碼裝置結合。
本發(fā)明最后涉及一種用于鑒定這種物體的方法。它包括以下步驟
■ 利用發(fā)射紅外線、可見光或紫外線的光源照射所述物體；
■ 利用光鐠檢測器感測由所述物體再發(fā)射的光線；
■ 將由所述物體發(fā)射的發(fā)光光譜與基準光鐠相比較；
■ 宣布所述物體的真?zhèn)巍?br>

可實現(xiàn)本發(fā)明的方式和它提供的優(yōu)點從下述提供信息且非限制性 的示例性實施例中并結合附圖也將顯而易見，在這些附圖中
圖l是根據(jù)本發(fā)明的第一實施方案的四個可選方案的剖面的示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二實施方案的五個可選方案的剖面的示意圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的第三實施方案的三個可選方案的剖面的示意圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的第四實施方案的十個可選方案的剖面的示意圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的第五實施方案的三個可選方案的剖面的示意圖。
圖6是表示來自有機發(fā)光體RbITC分別與在等離子體激元共振中 分別具有8和16nm的金納米粒子以及與不含金粒子的納米示蹤體之 間的相互作用的熒光光鐠的圖示。
為了簡化這些附圖的閱讀，發(fā)光體表面由黑色區(qū)域表示，表面等 離子體激元效應粒子的表面由包含黑點的白色區(qū)域表示，隔離層的表 面由斜剖面線表示，而包封包覆體的表面由白色區(qū)域表示。
這是圖1 5中的各單元要素沒有單獨標注附圖標記的原因，由此 能夠給出清楚的附圖。
具體實施例方式
圖l表示根據(jù)本發(fā)明的第一實施方案的四個可選實施方案。這里 示出的四個團粒100、 110、 120和130均包含與表面等離子體激元效 應粒子聚集在一起的發(fā)光體。
可以觀察到，在不同的實施方案中，發(fā)光體和粒子的尺寸和各自 的位置可以不同。因此，團粒100包含具有三個表面等離子體激元效 應粒子的兩個結合的發(fā)光體，例如通過范德華力結合。在團粒100的 情況下，發(fā)光體和粒子具有類似的尺寸。
相反，團粒110包含在其上聚集四個發(fā)光體(至少在構成該團粒 的剖面的紙面中)的大表面等離子體激元效應粒子。
團粒130對應于團粒110的相反情況，這里，三個小粒子與一個 "大"發(fā)光體相連。
團粒120是不同的和原始的結構，這是因為表面等離子體激元效 應粒子直接容納在大發(fā)光體內(nèi)。
在構成團粒IOO、 110、 120和130的發(fā)光體和粒子相互接觸，即 它們的相隔距離為零的情況下，當例如在物體鑒定期間遭受光源發(fā)射 的紅外線、可見光或紫外線時，它們能夠進行相互作用。然后，發(fā)光 體再發(fā)射通過與表面等離子體激元效應粒子的相互作用而被調(diào)制的特 征發(fā)光光鐠。在下文中結合圖6說明這種調(diào)制。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明的第二實施方案的五個可選實施方案。五個
團粒200、 210、 220、 230和240均包含與表面等離子體激元效應粒子 組合的發(fā)光體。其整體被包封或嵌入由對紅外線、可見光或紫外線透 明的材料制成的包覆體內(nèi)。從圖2可以看出，被包覆體包封的團簇 (cluster)與圖1所示的團粒100、 110、 120和130相同。因此，團 粒200包含嵌入包覆體內(nèi)的兩個與團粒100相同的組合。類似地，團 粒210包含嵌入包覆體內(nèi)的兩個與團粒110相同的組合，等等。
團粒240包含包封四個分別與團粒100、 110、 120和130相同的 纟且合的包覆體。
結果，正如圖1中的各團粒100、 110、 120和130能夠構成具有 唯一的、因此不可偽造的發(fā)光光鐠的光學編碼裝置，團粒200、 210、 220、 230和240也能夠構成唯一的并且不可偽造的光學編碼裝置。
圖3對應于本發(fā)明的第三實施方案，其中團粒300、 310和320 均包含一個或多個發(fā)光體、 一個或多個表面等離子體激元效應粒子， 其整體被與構成圖2中的團粒200、 210、 220、 230和240的包覆體類 似的包覆體所包封。
但是，在圖3的情況下，發(fā)光體和粒子在包覆體內(nèi)被隔開。
根據(jù)本發(fā)明，發(fā)光體和粒子之間的距離小于幾十納米，優(yōu)選小于 30nm。如上所述，該距離能夠使粒子和發(fā)光體相互作用，從而調(diào)制通 過發(fā)光而再發(fā)射的發(fā)光光譜。為了控制發(fā)光體和粒子之間的這種距離 或間隔，希望控制發(fā)光體、粒子和構成該包覆體的材料在它們的混合 過程中的相對比例。
如圖1的情況那樣，圖3中的團粒300、 310和320的構成要素具 有各種相應的尺寸和位置。因此，團粒300包含"大"發(fā)光體和三個小 粒子，而團粒310具有"反對稱"結構，并且團粒320具有類似尺寸的 發(fā)光體和粒子。
圖4對應于本發(fā)明的第四實施方案，其中，發(fā)光體和/或表面等離 子體激元效應粒子單獨地^:由對紅外線、可見光或紫外線透明的材料 制成的隔離層覆蓋。
因此，圖4表示十個團粒400、 410、 420、 430、 440、 450、 460、
470、 480和490,它們表示它們的各個位置和尺寸的盡可能多的組合。 因此，隔離層可以如團粒400、 420和480的情況那樣僅覆蓋粒子。隔 離層也可如團粒430和4卯的情況那樣僅覆蓋發(fā)光體。隔離層可覆蓋 發(fā)光體和粒子(團粒410、 440和470)。最后，隔離層可覆蓋與團粒 110或130類似的組合，這些組合由團粒450和460表示。
從圖4還可以看出，粒子和發(fā)光體的相對尺寸可變化，由此使可 能的組合更加豐富，并因此使由這些光學編碼裝置中的每一個所發(fā)射 的發(fā)光光語更加豐富。
如上所述，各隔離層或"隔離物"材料用于保持發(fā)光體和粒子之間 的受控距離。為了有利于發(fā)光體和表面等離子體激元效應粒子之間的 相互作用，該距離優(yōu)選小于30nm。
因此，由于這些相互作用，各團粒400、 410、 420、 430、 440、 450、 460、 470、 480和490發(fā)射唯一的并且是不可偽造的發(fā)光光鐠。
圖5表示根據(jù)本發(fā)明的第五實施方案的多個實施例。在這種情況 下，與圖4所示的組合類似的組合也通過使用對紅外線、可見光或紫 外線透明的包覆體所包封。因此，例如，團粒500包含兩個類似于由 兩個發(fā)光體和三個被隔離層覆蓋的粒子形成的團粒400的組合。
類似地，團粒520包含包封與團粒400、 470和420類似的三個組 合的包覆體。當符合該第五實施方案時，這些團粒的各種成分的位置 和尺寸的其它組合是可行的。
圖6表示發(fā)光光鐠的強度作為發(fā)光發(fā)射波長的函數(shù)的圖。該圖揭 示與發(fā)光體相互作用的表面等離子體激元粒子的影響。
在這種情況下，發(fā)光體由若丹明-B-異硫氰酸鹽(RBITC)構成， 而粒子由金納米粒子構成。
這里示出的三個發(fā)光光鐠對應于被以380nm波長發(fā)射的光源照 射的三個不同樣品發(fā)射的響應。在這三個樣品中，其中之一是基準樣 品，該基準樣品包含有機發(fā)光體，在此為若丹明-B-異硫氰酸鹽 (RBITC )，該有機發(fā)光體被包封在起包覆體作用的聚珪氧烷(Si02) 的珠粒內(nèi)。當被波長為380nm的射線照射時，該基準樣品通過發(fā)光而 再發(fā)射，發(fā)光光譜以點劃線示出并呈現(xiàn)589nm波長的光強度峰值。
其它兩個發(fā)光光鐠對應于包含根據(jù)本發(fā)明的光學編碼裝置的樣 品。因此，由實線示出并呈現(xiàn)596nm波長的光強度峰值的發(fā)光光鐠來
自作為本發(fā)明特征的包含團粒的光學編碼裝置的發(fā)光發(fā)射，這些團粒 包含與基準樣品相同的有機發(fā)光體(RBITC)和構成表面等離子體激 元效應粒子的金納米粒子。該第二樣品的團粒如基準樣品那樣被進一 步包封在聚硅氧烷(Si02)的包覆體內(nèi)。
從圖6可以看出，由對應于第二樣品的光學編碼裝置發(fā)射的發(fā)光 光鐠向較高的波長位移。換言之，這兩個發(fā)光光鐠(589和596;點劃 線和實線)相互明顯不同。
第三發(fā)光光鐠(612;虛線)表示也與根據(jù)本發(fā)明的光學編碼裝置 對應的第三樣品的發(fā)光發(fā)射。該第三樣品包含與包含第二樣品(596) 的團粒類似的團粒，不同之處僅在于金納米粒子具有更大的尺寸。事 實上，構成第二樣品(596)的粒子的金納米粒子具有8nm的中值直 徑，而構成第三樣品的粒子的金納米粒子具有16nm的中值直徑。
事實上，從圖6可以看出，使這些粒子的尺寸加倍也導致向較高 的波長"滑動"或位移。
通過比較，不包含表面等離子體激元效應粒子的基準樣品(589) 具有以較低波長為中心的更窄的光鐠。
因此，圖6所示的實驗清楚地揭示出表面等離子體激元對發(fā)光體 的發(fā)光光鐠的影響。這種影響如上所述是由于在粒子和發(fā)光體之間以 納米量級發(fā)生的相互作用。
因此，本發(fā)明的光學編碼裝置在發(fā)光體和由表面等離子體激元效 應材料構成的粒子之間實現(xiàn)特定和固有的物理相互作用。這用于在發(fā) 光中產(chǎn)生新穎的光譜特征，這是難以偽造的。
為此，如上所述，光學編碼裝置必須包含相互作用的至少兩種不 同的材料，這兩種材料被定位在相距幾十納米的位置上。事實上，當 兩種材料之間的間隔增加并超過一定值時，在粒子和發(fā)光體之間不再 有相互作用，使得不再獲得固有的并因此是唯一的發(fā)光光鐠。 此外，為了可與所鑒定物體結合，根據(jù)本發(fā)明的光學編碼裝置必 須具有較小的尺寸。這些光學編碼裝置可與該物體的全部或部分表面 相關聯(lián)。因此，它們可位于該物體的精確位置上或在散布在整個表面 上。
但是，對于這些光學編碼裝置的組合來說，重要的是避免改變待 鑒定物體的力學性能和/或美感性質(zhì)。這是希望構成這些光學編碼裝置
的團粒具有小于200nm的尺寸的原因。此外，僅可利用小粒子即具有 納米尺寸的粒子獲得表面等離子體激元效應。因此，兩種尺寸限制是 相容的并在納米光學編碼裝置的制造中不復存在。
并且，本發(fā)明具有等離子體激元和發(fā)光體之間的相互作用的某種 多變性的優(yōu)點。因此，通過改變表面等離子體激元效應粒子的尺寸， 可以在不改變所用材料的化學特性的條件下改變這些粒子干擾發(fā)光體 的波長范圍。這樣，可以制造大量的各自具有唯一的特征或發(fā)光光譜 的光學編碼裝置。由于完全不同的相互作用，因此這種廣泛的多樣性 使得包括通過所用材料的化學分析進行的對光學代碼的偽造事實上是 不可能的。
并且，發(fā)光體和表面等離子體激元效應粒子之間的相互作用不僅 用于使發(fā)光光譜的強度峰值"滑動"，而且還以特定的方式增加或減小 光鐠的其它部分特別是其端部的光強度。這種光強度的增加或減小也 依賴于發(fā)光體和表面等離子體激元效應粒子之間的距離。
這是本發(fā)明提出使用隔離層和/或包封包覆體以優(yōu)化相互作用的 材料之間的距離的原因。如圖2 5所示，對于限定特定間隔并因此制 備具有作為固有特征的唯一發(fā)光光譜的光學編碼裝置，可得到大量的 可能性。
此外，隔離層和/或包封包覆體的使用起到使構成光學編碼裝置的 團粒例如更加耐磨的作用。
圖1 5還示出，本發(fā)明用于組合不同類型的多個發(fā)光體或不同類 型的幾種材料，用于獲得多種相互作用，這因此復制起來更加復雜。
而且，在與在形成光學編碼裝置的團粒中包含的發(fā)光體的相互作用中使用如上所述形成光學諧振器的粒子的可能性用于甚至進一步擴 展發(fā)光體和粒子之間的干涉范圍的波長間隔。這因此還用于在使用相
同的基材時，通過產(chǎn)生新的發(fā)光光i普來增加光學編碼的可能性。 其它的實施方案在不必超出本發(fā)明的范圍的條件下也是可行的。
權利要求
1.一種光學編碼裝置，包括適于通過發(fā)光來發(fā)射紅外線、可見光或紫外線的多個團粒，所述團粒中的至少一個包含至少一個發(fā)光體和至少一個由表面等離子體激元效應材料構成的粒子，所述發(fā)光體和所述粒子適于進行相互作用，其特征在于，所述團粒包含包封所述發(fā)光體和所述表面等離子體激元效應粒子的包覆體，所述包覆體由對紅外線、可見光或紫外線透明的材料構成。
2. 根據(jù)權利要求1所述的光學編碼裝置，其特征在于，所述發(fā)光體和 所述表面等離子體激元效應粒子之間的距離小于30nm。
3. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的光學編碼裝置，其特征在于，所 述發(fā)光體和所迷表面等離子體激元效應粒子接觸。
4. 根據(jù)權利要求1 3中任一項所述的光學編碼裝置，其特征在于，隔 離層覆蓋所述發(fā)光體和/或所述表面等離子體激元效應粒子，所述隔離 層由對紅外線、可見光或紫外線透明的材料構成。
5. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的光學編碼裝置，其特征在于，所 述團粒具有小于200nm的尺寸。
6. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的光學編碼裝置，其特征在于，所 述粒子在通過具有完全或部分覆蓋所述發(fā)光體發(fā)射光譜的能量的光鐠 而激發(fā)時，適于呈現(xiàn)表面等離子體激元效應。
7. 根據(jù)權利要求6所述的光學編碼裝置，其特征在于，所述粒子包含 具有高密度和高電子遷移率的導電金屬，所述導電金屬選自包括金、銀、 銅、鋁和鈉的纟且。
8. 根據(jù)權利要求1~6中任一項所述的光學編碼裝置，其特征在于，所 述表面等離子體激元效應粒子包含由被具有高密度和高電子遷移率的 導電金屬膜所覆蓋的電介質(zhì)或半導體材料制成的納米粒子，以形成適用 于呈現(xiàn)適合所述發(fā)光體發(fā)光光鐠的表面等離子體激元效應的光學諧振 器，其中所迷導電金屬選自包括金、銀、銅的組。
9. 根據(jù)權利要求8所述的光學編碼裝置，其特征在于，所述納米粒子 包含聚合物或無機氧化物，例如聚硅氧烷(Si02)、氧化鋯(Zr02)或 氧化鋁(A1203)。
10. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的光學編碼裝置，其特征在于所述 發(fā)光體選自有機發(fā)光體，選自包括若丹明-B-異硫氰酸(RBITC)、異硫氰酸 熒光素(FITC)、熒光素、若丹明、曙紅鈉、pyranine、 aminoG的組；ZnO、 ZnS、 CdSe、 InGaP、 InP、 Si、 Ge、 GaAs、 GaP、 GaAsP 的納米晶體；摻雜稀土離子的氧化物、硫化物、磷酸鹽或釩酸鹽基質(zhì)，例如 Y203:Eu、 Y202S:Eu、 BaMgAl16017:Eu 、 GdB03:Eu、 YGdB03:Eu、 YPV04:Eu、Gd203:Tb、Gd202S:Tb、Y3Al5012:Tb、Y2Si05:Ce、LaP04:Tb， Ce;摻雜過渡金屬的半導體或氧化物基質(zhì)，例如ZnS:Mn、 ZnS:Au、 ZnS:Al、 ZnS:Ag、 ZnO:Ag、 ZnO:Cu、 ZnO:Mn、 Zn2Si04:Mn、 Al203:Cr、 Al203:Ti。
11. 根據(jù)權利要求4~10中任一項所述的光學編碼裝置，其特征在于， 所述隔離層由例如聚硅氧烷(Si02)、氧化鋯(Zr02)或氧化鋁(A1203) 的聚合物或無機氧化物構成。
12. 根據(jù)前述權利要求中任一項所述的光學編碼裝置，其特征在于，所述包覆體由例如聚硅氧烷(Si02)、氧化鋯(Zr02)或氧化鋁(A1203) 的無機氧化物構成。
13. —種用于標記物體的方法，所述物體例如紡織品、紙、玻璃或塑料，其特征在于，所述方法包括將所述物體與根據(jù)前述權利要求中任一項所述的光學編碼裝置結合。
14. 一種用于鑒定與根據(jù)權利要求1~12中任一項所述的光學編碼裝置 結合的物體的方法，所述物體例如紡織品、紙、玻璃或塑料，其特征在 于所述方法包括以下步驟利用發(fā)射紅外線、可見光或紫外線的光源來照射所述物體； 利用光鐠檢測器感測由所述物體再發(fā)射的光線； 將由所述物體發(fā)射的發(fā)光光譜與基準光鐠相比較； 宣布所述物體的真?zhèn)巍?br> 全文摘要
本發(fā)明提供一種利用等離子體激元效應的光學編碼裝置和使用該裝置的鑒定方法。該光學編碼裝置包含多個適于通過發(fā)光來發(fā)射紅外線、可見光或紫外線的團粒，所述團粒中的至少一個包含至少一個發(fā)光體。該團粒還包含至少一個由表面等離子體激元效應材料構成的粒子，所述發(fā)光體和所述粒子適于進行相互作用。
文檔編號G07D7/12GK101206776SQ200710187748
公開日2008年6月25日 申請日期2007年11月23日 優(yōu)先權日2006年12月22日
發(fā)明者塞利娜·諾埃爾, 奧利維耶·拉屈爾特, 弗朗索瓦·塔迪夫 申請人:原子能委員會