專利名稱：控制物品的可檢測性以及用于認(rèn)證該物品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的技術(shù)涉及在物品中或物品上結(jié)合發(fā)光特征用于后續(xù)的檢測和認(rèn)證的方法，并且更具體地涉及包括級聯(lián)磷光體(cascading phosphor)的發(fā)光特征。
背景技術(shù)：
在許多應(yīng)用中，需要從副本或偽造品中區(qū)分出原始物品和/或文件。使用現(xiàn)代的復(fù)制技術(shù)，例如，印刷材料能夠容易地被復(fù)制并且能夠?qū)嶋H上與原件無法區(qū)分。已經(jīng)使用了各種各樣的手段和方法來標(biāo)記和識別原始物件。例如，一些方法包括文件上或并入文件中的可見(即明顯的)特征，例如信用卡上的全息圖，紙幣上壓花的圖像或者水印，紙幣中的安全箔、安全帶、著色的絲線或者著色的纖維，或者護(hù)照上浮動或下沉的圖像。雖然這些特征容易通過眼睛檢測并且可以不需要認(rèn)證設(shè)備，但是這些明顯的特征容易被潛在的偽造者和/或假造者識別出。這樣，除了明顯的特征，可以把隱藏的(即隱蔽的)特征合并入物品中。隱蔽的特征包括合并入重要文件基材中的看不見的熒光纖維、化學(xué)敏感的染色劑(stains)、熒光顏料或染料。隱蔽的特征也可以包括在墨中，其印刷在物品的基材上，或者包括在用于制造膜的樹脂中，所述膜用于制造層合產(chǎn)品。由于隱蔽的特征不能被人眼睛檢測，所以需要構(gòu)造為檢測這些隱蔽特征的檢測器以鑒別該物品，這增加了其安全性并且有助于阻止偽造或者弄虛作假。利用隱蔽特征的一種方法包括使用常規(guī)的發(fā)光顏料標(biāo)記文件，如US專利No. 5611958 (Takeuchi)中所描述的那些，其中使用摻雜的稀土正磷酸鹽磷光體在物品上形成潛在標(biāo)記，所述磷光體在被不同波長的紅外輻射激發(fā)后發(fā)射紅外余輝。另一個例子是US專利No. 6264107 (Thomas)，其描述了一種通過測定照射稀土磷光體產(chǎn)生的余輝的持續(xù)時間和強(qiáng)度來鑒別原始文件的方法。使用磷光現(xiàn)象來安全地標(biāo)記物品的另一個例子可見于US公開No. 2007/0023521 (Wildey)。由于這些認(rèn)證方法包括通過評估其發(fā)射光譜來檢測隱蔽特征，這種類型的方法的一個缺點(diǎn)是潛在的偽造者僅僅通過檢測發(fā)光特征的發(fā)射或確定其化學(xué)組成就能夠反向工程所述安全特征。因此，存在掩飾隱蔽特征或者使安全特征更難以檢測的努力。例如，US專利No. 5569317 (Sarada)公開了利用不僅具有熒光發(fā)射而且還具有隱蔽磷光發(fā)射的墨。US專利No. 4500116 (Ferro)描述了通過使用磷光組合物浸潰或涂敷憑證來標(biāo)記憑證,例如護(hù)照或者身份證，該磷光組合物包括至少兩種磷光活化劑，它們顯示出在波長和壽命兩方面都不相同的發(fā)射特征。例如，當(dāng)照射物品時，余輝顏色從綠色變?yōu)樗{(lán)色。在US公開No. 2007/0295116 (Le Mercier Thierry)中，描述了一種認(rèn)證物品的方法，其使用磷光體產(chǎn)生兩種不同波長的發(fā)射，各自具有不同的衰減時間。用于認(rèn)證目的的具有不同的激發(fā)和發(fā)射波長的混合磷光體的其它例子公開于US專利No. 4387112 (Blach)中。還已知“級聯(lián)”多種磷光體，即利用一種磷光體發(fā)射的光來激勵另一種磷光體或者其他材料以在較長波長發(fā)射光，例如參見 US 專利 No. 3050655 (Goldberg)和 US 專利 No. 4202491 (Suzuki)。US 專利No. 6384409 (Libbey)中描述了聯(lián)合利用兩種磷光體來制造一類級聯(lián)發(fā)射而進(jìn)行安全標(biāo)記的例子。雖然產(chǎn)生多種發(fā)光發(fā)射的顏料防止了缺乏經(jīng)驗(yàn)的偽造者和/或假造者，但是富有經(jīng)驗(yàn)的并且擁有資源的那些可能能夠復(fù)制出這些隱蔽特征。對于結(jié)合有公知磷光體(其性能，例如激發(fā)波長和發(fā)射波長被公開)的物品來說尤其如此。甚至專有發(fā)光組合物都被偽造者檢測并且逆向工程。因此，仍然需要可用來認(rèn)證物品的難以檢測的磷光體，特別是其中這些磷光體能夠并入物品本身中而不是僅僅是物品表面上的標(biāo)記。此外，需要也適合于標(biāo)記紙和紡織品物品的磷光體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明技術(shù)涉及產(chǎn)生至少一種發(fā)射，在一些例子中可以產(chǎn)生多種發(fā)射，并且在應(yīng) 用于物品時能夠用來認(rèn)證該物品的級聯(lián)磷光體。在一方面中，提供一種級聯(lián)磷光體,其包括基質(zhì)材料(host material)和取代進(jìn)入該基質(zhì)材料中以形成該級聯(lián)磷光體的至少三種稀土活性離子(active ions)。當(dāng)該級聯(lián)磷光體受到入射輻射照射時，所述第一活性離子非放射性地傳輸能量到所述第二活性離子并且所述第二活性離子非放射性地傳輸能量到所述第三活性離子，并且該活性離子中的至少一種產(chǎn)生波長至少約1700nm的發(fā)光發(fā)射。在一些例子中，該基質(zhì)材料可選自由石槽石、鶴酸鹽、氧化物、硫氧化物(oxysulfides)、氟氧化物(oxyfIuorides)、氟化物、f凡酸鹽、磷酸鹽、鈮酸鹽、鉭酸鹽及它們的組合。此外，在一些例子中，該至少三種活性離子的每一種可以選自輯、欽、欽、譜、錢和鏡。在另一方面中，提供了一種安全地標(biāo)記物品的方法，其包括將這里描述的級聯(lián)磷光體嵌到所述物品中或者所述物品上。在某些優(yōu)選的實(shí)施方案中，該物品是至少部分由纖維素纖維制成的紙或者紡織品。


為了舉例說明和描述，選擇了具體的例子并且示于附圖中，形成說明書的一部分。圖IA示出了按照本發(fā)明技術(shù)一個實(shí)例的級聯(lián)磷光體的發(fā)射光譜的一部分。圖IB示出了圖IA的級聯(lián)磷光體的發(fā)射光譜的另一部分。
具體實(shí)施例方式物品，例如重要的文件，除了使得其能夠被公眾識別的明顯特征之外，可以設(shè)計有一種或多種合并在該重要文件的基材中或者基材上的隱蔽可認(rèn)證特征。隱蔽特征包括但不限于微型打印、多樣的墨、UV吸收性可見光發(fā)射材料、上轉(zhuǎn)換體(upconverters)、復(fù)雜印刷輪廓、clear墨(clear inks)、紅外吸收材料、磁性墨、磷光體和清漆(varnishes)。隨著時間的流逝，由于偽造者變得更有經(jīng)驗(yàn)并且更加能夠得到能夠檢測這些特征在重要文件中的并入的科學(xué)設(shè)備，隱蔽特征的使用變得不太安全。
提高物品安全性的一種可能的方法是使用難以制造和/或難以在文件中識別的可認(rèn)證特征，例如磷光體。另一種可能的方法是增加檢測器的智能，使得不是僅取決于簡單檢測可認(rèn)證特征的存在而得到合格/不合格參數(shù)，相反該檢測器可以構(gòu)造為例如，在預(yù)選的發(fā)射光譜的區(qū)域中檢測，或者取決于可認(rèn)證特征的量，或者取決于可認(rèn)證特征之間的相互作用。此外，通過利用難以制造和/或顯示出非常難以模仿的光譜和時間特征的材料并與智能檢測器相結(jié)合，可增強(qiáng)物品的安全性。本發(fā)明的技術(shù)涉及一種包含級聯(lián)磷光體的組合物，該級聯(lián)磷光體如本文中進(jìn)一步描述的那樣，在經(jīng)受入射激發(fā)能量之后能夠產(chǎn)生至少一種，優(yōu)選多種發(fā)射波長和/或強(qiáng)度，其中該級聯(lián)磷光體合并到物品中或者物品上以允許物品的隨后的檢測和認(rèn)證或否定。如在此使用的那樣，術(shù)語“級聯(lián)磷光體”是指一種磷光體，其具有帶有至少兩種活性離子的單一基質(zhì)材料，其中在所述至少兩種活性離子之間發(fā)生一次或多次能量傳輸，作為能量傳輸?shù)慕Y(jié)果，至少一種該活性離子發(fā)射發(fā)光輻射。在一些實(shí)例中，本發(fā)明技術(shù)的級聯(lián)磷光體包括至 少三種活性離子。如在此使用的那樣，術(shù)語“活性離子”是指在級聯(lián)磷光體中的可以吸收、傳輸和/或發(fā)射能量的離子。此外，本發(fā)明技術(shù)的合適級聯(lián)磷光體包括取代在單一基質(zhì)材料中的至少兩種，優(yōu)選三種活性離子，其中所述活性離子和它們的相對濃度選擇為使得活性離子的組合產(chǎn)生可用于認(rèn)證的發(fā)射。本發(fā)明技術(shù)的單一級聯(lián)磷光體可以單獨(dú)使用或者與其他級聯(lián)的或非級聯(lián)的磷光體聯(lián)合使用。不受任何特別理論的限制，據(jù)信當(dāng)在以下情況時產(chǎn)生這種級聯(lián)效應(yīng)選擇第一活性離子并結(jié)合選中的第二活性離子和任選地選中的第三活性離子，使得該第一活性離子在涉及第一離子吸收帶的入射激發(fā)波長吸收入射能量，任選在至少第一發(fā)射波長發(fā)射至少一部分吸收的能量，并且向至少該第二活性離子傳輸至少一部分該吸收的能量。該第二活性離子任選在至少第二發(fā)射波長發(fā)射該傳輸?shù)哪芰康囊徊糠?，并且在具有第三活性離子的實(shí)例中，還任選向該第三活性離子傳輸該傳輸?shù)哪芰康闹辽僖徊糠帧Ｔ摰谌钚噪x子在至少第三發(fā)射波長發(fā)射該傳輸?shù)哪芰康闹辽僖徊糠?。所述活性離子的量和主晶格材料將決定傳輸?shù)较乱换钚噪x子的能量的量。在這些情況中，該第一離子充當(dāng)吸收體并且最后的離子總是發(fā)射體?？梢栽O(shè)計取代水平以獲得源自每一種離子的發(fā)射，或者減少或者甚至猝滅所述離子的一種或兩種的發(fā)射。在一些實(shí)例中，級聯(lián)磷光體可包括基質(zhì)材料和至少三種活性離子，所述活性離子取代進(jìn)入該基質(zhì)材料中，其中當(dāng)該級聯(lián)磷光體用入射輻射照射時第一活性離子吸收激發(fā)能量并且向第二活性離子傳輸該能量的至少一部分，并且所述第二活性離子向所述第三活性離子傳輸能量，并且所述活性離子的至少一種發(fā)射發(fā)光輻射。例如，當(dāng)所述級聯(lián)磷光體用入射輻射照射時，第一活性離子可吸收激發(fā)能量并且向第二活性離子非放射性地傳輸該能量的至少一部分，并且該第二活性離子可向所述第三活性離子非放射性地傳輸能量。在一些這樣的實(shí)例中，活性離子在基質(zhì)材料中的組合可產(chǎn)生具有X數(shù)量發(fā)射波長的發(fā)光發(fā)射光譜，其中X-I個波長來源于該級聯(lián)磷光體中的活性離子之間的級聯(lián)能量傳輸。在一個實(shí)施方案中，例如，級聯(lián)磷光體可包括用第一活性離子、第二活性離子和第三活性離子取代的主晶格材料，其中第一、第二和第三活性離子的類型和相對濃度足以產(chǎn)生三種發(fā)光發(fā)射。所述發(fā)光發(fā)射的一種可以源于用入射輻射照射該磷光體并且所述發(fā)光發(fā)射的兩種可源于活性離子之間的非放射性地能量傳輸。在一個實(shí)例中，級聯(lián)磷光體組合物包括三種活性離子，其中第一活性離子選擇為向至少第二活性離子非放射性地傳輸能量，第二活性離子選擇為向第三活性離子非放射性地傳輸能量，并且該第三活性離子產(chǎn)生可檢測的發(fā)光發(fā)射。此外，第一活性離子和第二活性離子中的至少一種也可以產(chǎn)生可檢測的發(fā)光發(fā)射。在至少一個實(shí)例中，所述活性離子的至少一種發(fā)射波長為至少約1700nm的發(fā)光輻射。在一些實(shí)例中，按照本發(fā)明技術(shù)的級聯(lián)磷光體可以，至少部分地，作為下變換器(downconverter)。也就是說,該級聯(lián)磷光體將具有至少一種發(fā)射，該發(fā)射的波長高于激發(fā)能量的波長。在一些這樣的實(shí)例中，其中該級聯(lián)磷光體作為下變換器，第二活性離子的發(fā)射的波長高于來自第一活性離子的發(fā)射的波長，并且第三活性離子的發(fā)射的波長高于來自該第二活性離子的發(fā)射的波長。本發(fā)明的技術(shù)還涉及通過以下方式認(rèn)證物品的方法將至少一種級聯(lián)磷光體組合物結(jié)合到該物品中或該物品上，檢測該級聯(lián)磷光體的預(yù)定參數(shù)，并且基于該預(yù)定檢測參數(shù)認(rèn)證或者否定該物品。在一個優(yōu)選的實(shí)施方案中，該級聯(lián)磷光體可以預(yù)先選擇為具有至少一個，優(yōu)選至少兩個在紅外區(qū)的發(fā)光發(fā)射以提供復(fù)雜的譜空間(spectral space)。當(dāng)選擇級聯(lián)磷光體和相應(yīng)檢測參數(shù)時，應(yīng)當(dāng)考慮例如基質(zhì)材料的組成和結(jié)構(gòu)、處理溫度、離子取代水平、取代的雜質(zhì)等等的影響，因?yàn)榇蠖鄶?shù)發(fā)射體離子具有大量的光譜線，其中單獨(dú)的發(fā)射 的幅度是這些的函數(shù)。雖然偽造者可能能夠確定可認(rèn)證特征中的隱蔽離子，但是偽造者將不能確定發(fā)射的哪些譜線在檢測器/認(rèn)證裝置中用作合格/不合格參數(shù)。此外，當(dāng)在兩種活性離子之間發(fā)生能量傳輸時，在不與入射激發(fā)波長對應(yīng)的波長可以發(fā)生發(fā)射，通過增加由光譜分析進(jìn)行的逆向工程的難度這使得實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)的物品安全性。例如，當(dāng)選擇鐿和釹在硫氧化釓基質(zhì)中作為級聯(lián)磷光體組合物中的活性離子時，通過激發(fā)在約760nm的與釹相關(guān)的吸收帶或線，檢測到在約1028nm的鐿發(fā)射。因?yàn)殍O單獨(dú)并不顯示在約760nm的吸收，所以這種發(fā)射/激發(fā)波長組合只能通過所述兩種活性離子之間的能量傳輸。在部分能量傳輸?shù)那闆r下，該級聯(lián)磷光體的光譜印記(signature)可通過例如改變使用的活性離子的取代水平并結(jié)合復(fù)雜的檢測方法來調(diào)節(jié)，從而增加對偽造的適應(yīng)性(resilience)。更具體地，檢測器可以構(gòu)造為對比單個級聯(lián)磷光體中來自第一和第二活性離子的信號強(qiáng)度。作為預(yù)先選擇檢測器使用的用于認(rèn)證的相對發(fā)射的方式，可以通過預(yù)先選擇取代的活性離子濃度增強(qiáng)檢測器復(fù)雜性。檢測器還可以用于解析和區(qū)分基于一種活性離子的發(fā)射的信號，當(dāng)所述發(fā)射具有在該活性離子的濃度發(fā)生變化時具有行為不同的數(shù)條線時。所述級聯(lián)磷光體發(fā)射的衰減時間也可以單獨(dú)使用或者與用于認(rèn)證的其他預(yù)選檢測參數(shù)聯(lián)合使用。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在一定程度上調(diào)整本發(fā)明技術(shù)的級聯(lián)磷光體的一種或多種紅外發(fā)射的衰減時間，以在時間特性上產(chǎn)生變化從而使逆向工程更為困難。例如，當(dāng)預(yù)選的活性離子的一種的濃度改變時衰減時間可能被改變。在一個優(yōu)選的實(shí)施方案中，預(yù)選本發(fā)明技術(shù)的級聯(lián)磷光體使得該級聯(lián)磷光體的活性離子之間的能量傳輸導(dǎo)致改變的衰減時間行為，從而例如發(fā)射的衰減時間不同于單獨(dú)活性離子獨(dú)自將具有的衰減時間，這可以結(jié)合到檢測參數(shù)中。適合的活性離子包括下列活性離子的至少兩種的組合鉺、欽、釹、鐠、銩、鐿。優(yōu)選地，該第一活性離子被預(yù)選為被紫外(UV)、可見或IR輻射激發(fā)，其中IR是優(yōu)選的。在被所述輻射激發(fā)之后，優(yōu)選的級聯(lián)磷光體在紅外(IR)光譜中-即在約700nm-約3000nm的波長產(chǎn)生至少一種第一、第二和/或第三輻射發(fā)射。適合的基質(zhì)材料包括，例如，可以選自石榴石、鎢酸鹽、氧化物、硫氧化物、氟氧化物、氟化物、釩酸鹽、磷酸鹽、鈮酸鹽、鉭酸鹽及其組合。每種組分的相對濃度優(yōu)選高到足以促進(jìn)活化劑之間的能量傳輸，但是不高到猝滅所需的發(fā)射。在一些實(shí)例中，可以提供磷光體，其包括基質(zhì)材料和三種或更多種活性離子，所述活性離子以產(chǎn)生級聯(lián)磷光體必需的量取代進(jìn)入所述基質(zhì)中。該三種或更多種活性離子的每一種可選自鉺、欽、釹、鐠、銩和鐿。在一些這種實(shí)例中，該基質(zhì)可以是稀土硫氧化物、稀土氟氧化物或者石榴石。級聯(lián)磷光體的具體例子包括但不限于釹、鐿和欽取代的硫氧化乾(yttrium oxysulfide) (Y0S:Nd:Yb:Ho),和鉺、銩和欽取代的釔鎵石榴石(YGG:Er:Tm:Ho)。本發(fā)明技術(shù)的級聯(lián)磷光體中的活性離子的量和相對濃度可以根據(jù)選擇的具體基質(zhì)材料和活性離子而變化。優(yōu)選地，第一離子的量對于主要吸收過程是足夠的?；|(zhì)材料的選擇和第一活性離子的類型和數(shù)量能影響第二和任選的第三活性離子的類型和量的選擇。取代進(jìn)入基質(zhì)材料的每一種活性離子的量通常用原子百分比來表示，其中該基質(zhì)材料的可以被活性離子替換的離子的數(shù)量等于100%。在此提及的級聯(lián)磷光體的相應(yīng)基質(zhì)材料 離子是陽離子，該陽離子允許被類似尺寸、類似配位偏好和類似填充性(loading)的稀土活性離子替代。不考慮基質(zhì)材料離子是活性離子。在一些實(shí)例中，每一種活性離子能夠以約O. 01原子百分比-約30原子百分比，或者約O. 05原子百分比-約15原子百分比的量取代進(jìn)入基質(zhì)材料。在一些實(shí)例中，被稱為化學(xué)計量磷光體，非活性的基質(zhì)材料離子可以被活性離子替換至高達(dá)100原子百分比。這種類型的材料的一個非限制性例子是NdP5O14，其顯示出非活性基質(zhì)材料離子的100原子百分比替代，例如鑭被活性釹離子取代。在可認(rèn)證特征中，級聯(lián)磷光體的量可以在寬范圍變化。例如，該量可以為基材重量的約O. 006 % -約40 %，基材重量的約O. 01 % -約10 %，或者基材重量的約O. 5 % -約5 %，表示為相對于基材重量，級聯(lián)磷光體的重量。紙和墨(ink)是不同的。紙可以包含量為紙重量的約O. 1% -約O. 5%的級聯(lián)磷光體，而墨可以包含量為墨重量的約1% -約30%的級聯(lián)磷光體。當(dāng)選擇級聯(lián)磷光體時，當(dāng)評估組合物的效率時，可以考慮吸收性活性離子的吸收和整個發(fā)光磷光體的量子產(chǎn)率，其中發(fā)光量子產(chǎn)率定義為發(fā)射的光子數(shù)量與發(fā)光吸收的光子數(shù)量的比率。所得到的本發(fā)明技術(shù)的級聯(lián)磷光體優(yōu)選具有約1% -約30%，更優(yōu)選約1% -約85%的總發(fā)光量子產(chǎn)率。在定義用于物品認(rèn)證的檢測參數(shù)時可以使用組合物的效率。在一些實(shí)施方案中，級聯(lián)磷光體的高效率將是優(yōu)選的，但是在其它實(shí)施方案中，中到低效率將是優(yōu)選的。在某些實(shí)施方案中，當(dāng)使用分光計檢查時，弱發(fā)射可以用作檢測參數(shù)或者用作辨別特征。按照本發(fā)明的技術(shù)，所述級聯(lián)磷光體可以施加于任意材料制成的物品或者合并入任意材料制成的物品中。優(yōu)選地，物品基材是固體材料，例如紙、膜、塑料片、板、玻璃、紡織品、纖維等等，其之后可以用于制造重要文件例如紙幣、支票、郵票、身份證、護(hù)照、信用卡或者銀行卡以及標(biāo)簽、封條、包裝和用于產(chǎn)品安全的其他元件。在一個實(shí)例中，所述級聯(lián)磷光體可以加入紙衆(zhòng)或者塑料基礎(chǔ)樹脂材料中。該基礎(chǔ)材料可以采取安全絲(safety thread)、斑紋絲(mottling thread)、造幣用金屬板(planchet)、層合膜、標(biāo)簽的形式。在其它實(shí)施方案中，所述級聯(lián)磷光體還可以合并到液態(tài)載體例如印刷油墨中，其可以作為預(yù)定的圖像或圖案貼附在物品上，例如通過涂敷或者印刷圖像到物品上。在可認(rèn)證特征中，級聯(lián)磷光體的量可以在寬范圍變化并且取決于應(yīng)用是不同的。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠容易地確定足以產(chǎn)生所需的檢測水平的級聯(lián)磷光體量。本發(fā)明技術(shù)還涉及一種用于確定物品真實(shí)性的方法，其中該方法包括以下步驟施加級聯(lián)磷光體組合物到物品或者物品組件，在足以產(chǎn)生一系列與第一、第二和第三發(fā)射波長對應(yīng)的輻射發(fā)射的入射激發(fā)波長使該物品暴露于入射能量源；檢測預(yù)定的發(fā)射數(shù)據(jù)，將該發(fā)射數(shù)據(jù)與之前儲存的參考發(fā)射數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從比較結(jié)果使用預(yù)先選擇的判定標(biāo)準(zhǔn)得到真實(shí)性指示；并且傳達(dá)該真實(shí)性指示從而指示測試物品的真實(shí)性或缺乏真實(shí)性?？梢允褂萌魏晤愋偷暮线m檢測器來執(zhí)行所述認(rèn)證方法，從而其包括至少一個光學(xué)傳感器，該光學(xué)傳感器設(shè)置為以光譜分辨率檢測從被磷光體激發(fā)光源激發(fā)以產(chǎn)生發(fā)射數(shù)據(jù)的級聯(lián)磷光體發(fā)射的紅外輻射。合適的光學(xué)傳感器包括，例如，硅，InGaAs,PbS,Ge和其它，在本領(lǐng)域技術(shù)人員確定的光譜檢測區(qū)中具有所需的光譜響應(yīng)、可接受的噪聲參數(shù)、帶寬和/或分路阻抗(shunt impedance) 0這些傳感器產(chǎn)生可以通過低噪聲電子技術(shù)放大到足夠水 平的信號，使得它們能夠被轉(zhuǎn)換為數(shù)字值用于處理。該光學(xué)傳感器的輸出顯示紅外輻射的發(fā)射數(shù)據(jù)。所述檢測器還可以包括用于測量發(fā)射信號的機(jī)構(gòu)，例如分光計。至少一種處理單元，例如計算機(jī)，可以用于存儲參考數(shù)據(jù)并且收集、比較和區(qū)分測試數(shù)據(jù)。例如，本發(fā)明技術(shù)的一種或多種處理單元在預(yù)定的程序下工作，其中所述處理單元收集測試發(fā)射數(shù)據(jù)，將該測試發(fā)射數(shù)據(jù)與之前存儲的參考發(fā)射數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并且從比較結(jié)果使用預(yù)選的判定標(biāo)準(zhǔn)得出真實(shí)性指示。輸出單元，其可以是或不是該處理單元的一部分，然后傳達(dá)該真實(shí)性指示從而指示該物品的真實(shí)性或缺乏真實(shí)性。實(shí)施例提供下面的實(shí)施例來舉例說明本發(fā)明的一些方面。這些實(shí)施例是示例性的，不應(yīng)以任何方式理解為是限制性的。以下的實(shí)施例中的百分?jǐn)?shù)是原子百分比，用于表示取代進(jìn)入主晶格材料的三種離子的每一種的量。實(shí)施例I :由釹(0.7% )、鐿(4% )和欽(2.0% )取代硫氧化釔級聯(lián)磷光體從而制得YOS: Nd0.007 : Yb0.04: Ho0.02,其中所述百分比是主晶格材料中釔的取代量。該磷光體在對應(yīng)于光譜區(qū)域中的Nd吸收的760nm被激發(fā)。發(fā)射光譜的圖示顯示示于圖IA和圖IB中。在本實(shí)施例中，如圖IA所示，在900nm和1080nm的發(fā)射峰對應(yīng)于Nd，以980nm為中心的剩余峰對應(yīng)于Yb發(fā)射。Nd傳輸能量至Yb并且對于Yb可以觀察到輻射。然后，Yb傳輸能量至Ho，提供在1900-2100nm范圍內(nèi)的發(fā)射。不存在從Nd到Ho的傳輸。在可選的實(shí)施例中，對于Nd發(fā)射可以存在或者被猝滅。對于圖IA的發(fā)射光譜，圖IB示出了對應(yīng)于Ho發(fā)射的1900-2100nm的寬帶發(fā)射。在這個具體的實(shí)施例中，存在來自全部3種稀土活性離子的發(fā)射。實(shí)施例2式Y(jié)GG:Er:Tm:Ho的由鉺(10% )、錢(1% )和欽(1% )取代釔鎵石榴石級聯(lián)磷光體。該磷光體在600-700nm范圍內(nèi)被激發(fā)，這是Er的主要吸收范圍。能量傳輸?shù)絋m，其在1700-1900nm發(fā)射。然后，Tm傳輸能量到Ho，其在1850_2150nm范圍發(fā)射。如前所述，將理解的是盡管在此為了說明目的描述了具體的實(shí)施例，但是不背離本公開的精神或范圍可以做出各種改動。因此，之前的詳細(xì)描述意在作為舉例說明而不是限制，并且將理解的是，是下列權(quán)利要求，包括所有等同方式，來特別地指出并清楚地主張 要求保護(hù)的主題。
權(quán)利要求
1.級聯(lián)磷光體，其包含 a)基質(zhì)材料；和 b)至少三種稀土活性離子，其取代進(jìn)入該基質(zhì)材料中以形成該級聯(lián)磷光體； 其中，當(dāng)該級聯(lián)磷光體用入射輻射照射時，所述第一活性離子傳輸能量到所述第二活性離子并且所述第二活性離子傳輸能量到所述第三活性離子，并且所述活性離子中的至少一種產(chǎn)生波長為至少約1700nm的發(fā)光發(fā)射。
2.權(quán)利要求I的級聯(lián)磷光體，其中，所述基質(zhì)材料選自由石榴石、鎢酸鹽、氧化物、硫氧化物、氟氧化物、氟化物、釩酸鹽、磷酸鹽、鈮酸鹽、鉭酸鹽及其組合構(gòu)成的組；并且該至少三種活性離子中的每ー種選自由鉺、欽、釹、鐠、銩和鐿構(gòu)成的組。
3.權(quán)利要求I的級聯(lián)磷光體，其中，所述第三活性離子發(fā)出來源于所述第二活性離子和所述第三活性離子之間的所述能量傳輸?shù)陌l(fā)光發(fā)射。
4.權(quán)利要求I的級聯(lián)磷光體，其中，所述發(fā)光發(fā)射在紅外光譜中。
5.權(quán)利要求I的級聯(lián)磷光體，其中，第一活性離子吸收波長在紫外、可見或紅外光譜中的能量。
6.權(quán)利要求I的級聯(lián)磷光體，其中，所述基質(zhì)是硫氧化物。
7.權(quán)利要求6的級聯(lián)磷光體，其中，所述基質(zhì)選自由硫氧化釔、硫氧化釓、硫氧化鑭、硫氧化镥及其組合組成的組。
8.安全標(biāo)記物品的方法，該方法包括 向所述物品表面施加權(quán)利要求I的級聯(lián)磷光體。
9.安全標(biāo)記物品的方法，該方法包括 將權(quán)利要求I的級聯(lián)磷光體嵌入所述物品中。
10.權(quán)利要求9的方法，其中，所述物品是由纖維素纖維制成的紙或者紡織品，并且所述級聯(lián)磷光體被嵌入所述纖維中。
全文摘要
在此描述了級聯(lián)磷光體，其當(dāng)被入射輻射激發(fā)時產(chǎn)生發(fā)射。該級聯(lián)磷光體能夠應(yīng)用于物品，并且能夠用來認(rèn)證該物品。該級聯(lián)磷光體包括基質(zhì)和至少三種活性離子。
文檔編號H01L33/00GK102782092SQ201080057400
公開日2012年11月14日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者C·劉, J·凱恩, W·R·拉波波特 申請人:霍尼韋爾國際公司