表面下的標記制造技術

描述了以對電磁輻射具有增大了的不透明度的一個區域的方式在一個物體（１４）上提供表面下的標記的一種方法與裝置。該方法包括將一個高能密度束（１２，２６）導向對它說來其材料為透明的一個物體（１４）的表面上，以及將束（１２，２６）聚焦在物體（１４）內部離開表面的一個位置上從而使材料（１４）局部電離化。在一個較佳實施例中，該裝置包括一臺激光器（１０）作為一個高能密度束源并設置了裝置（３６，３８）用于相對于物體（１４）移動束（１２，２６）的焦點使標記能具有預定的形狀。（*該技術在2011年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及使用高能密度束在物體上提供表面下的標記的一種方法及裝置并還涉及根據所述方法或使用所述裝置作標記的一種物體。許多產品是以玻璃或塑料之類透明容器包裝的，多年來就希望能在這種容器上用一種方法加上標記使得一旦加上這種標記便不能被消除。這樣的作標記方法具有明顯的防假冒作用并且還可以在每一個容器上作為其特定的一個代碼以利于產品跟蹤。人們知道，某些諸如貴得重香水的制造商對授權銷售他們的產品的零售商的銷售數量與質量是有限制的。結果，其它希望另售同一產品的零售商必須利用非法的貨源。制造商的利益在于取締任何未經授權的貨物轉手，這種轉手不但能破壞他們的聲譽而且可能大量增加假冒者的活動，因為他們是不受注冊的賣主所受的限制約束的。一種現代的產品跟蹤系統采用一種在發貨前將定貨的另售商的身份隱蔽地編碼在每一個容器上的方法。然而，一旦另售商知道了這種標記的存在，只須將其去掉便可回避這一系統。如果有可能在各容器上提供一種真正不能消除的標識，這可能是諸如條形碼之類的機器可讀的代碼，這樣的系統就不會那樣容易地被克服而且也不再需要依賴標記的隱蔽性了。這一條形碼可以公開地加在容器上，如果愿意，也可以加在它的封裝上，從而將兩者唯一地連接在一起。當已經灌裝的容器進入封裝階段時，可將條信碼讀出并用印刷，刻制，雕刻等工藝將其復制在后面的封裝材料上，直到產品與封裝都已準備妥發運。這時，通常要將發貨的目的地標明在包裝上，但是如果所提出的標識碼是機器可讀的，這時便可由一個簡單的軟件包將另售商的身份標記在包裝上并將兩者互相關聯在一起。用這種方法，不管對外部包裝上做了什么手腳，從容器本身上的消除不掉的標記上便可仍然建立產品與其予定的另售商之間的唯一的關系。過去為了制成一個不能消除的標記，制造廠商幾何無例外地依靠表面標記。然而，這種標記的問題是可以將標記所在的表面部分去掉而銷毀這種標記或者在一個代用容器上加上一個相同的標記來進行仿冒。與之相反，本專利技術的一個目的是提供一種使用高能密度束來形成表面下的標記的方法，該標記是離開所在物體的表面的。這樣一種標記具有經受得住以后的任何表面處理而同時又十分難于仿冒的優點。使用激光輻射來給容器加標記是已知的，但所生成的標記通常是在一個特定的表面上的刻痕或者可以測出的顏色的改變。例如，美國專利第4，758，703號描述了一種在物體表面上隱蔽地編碼一個顯微鏡可觀察到的圖案的方法，在這一方法中一束不聚焦的激光輻射通過一個屏蔽罩來產生所需要的圖案，激光束的密度是精心控制的使得圖案只蝕刻在表面上而對肉眼看不見。另一方面，美國專利第4，769，310號描述了一種在包含至少一種對輻射敏感的添加劑的陶瓷材料，釉料，玻璃陶瓷和玻璃上作標記的方法，該方法將一個激光束聚焦在要作標記的材料的表面上以在被照射的區域內誘發一種顏色改變。與此相反，美國專利第3657085號描述了一種使用一個電子束，但也提出使用一個激光束作為代用品的可能性，來形成表面下標記的方法。該美國專利的目的是提供一種在諸如眼鏡片這樣的物體上作上標識標記的方法，這種標記在正常情況下是不可見的，但需要時可使其可見。為此目的，電子或激光束聚焦在放置在眼鏡片上的一個屏蔽罩上使電子或激光束通過屏蔽罩的切掉部分沖擊在鏡片的材料上。經過與構成鏡片的材料的分子的碰撞該束被散射開，結果束的動能被作為熱能吸收而在鏡片內產生永久性應力圖案。應力圖案對于肉眼是不可見的，但可在編振光的雙拆射下使之可見。根據本專利技術的一個第一方面，提供了在一個物體上全表面下的標記的一種方法，包括下述步驟在一個物體的表面上引導一個高能密度束，該束是可以透過該材料的，并將該束聚焦在離開表面但在物體內的一個位置上，導致材料的局部電離化并產生一個電磁輻射更難透過的區域作為標記而在表面上沒有任何可檢測出的改變。為了避免疑問，這里對于一種材料所說的名詞可透過是指在一種材料中該高能密度束至少能穿透到所要求的標記深度而言，這樣就包括半透明的材料以及諸如彩色或毛玻璃之類的材料，它們對于可見區域中的波長上的電磁輻射的傳輸特征是減少了但不是消失了。名詞可透過還包括對于可見區域內的波長上的電磁輻射是不透明的材料，但它們至少能夠傳輸該高能密度束的電磁頻譜的同一區域中的波長上的電磁輻射。在一個較佳實施例中，物體的材料對于可見區域內波長上的電磁輻射是透明的，從而肉眼可以見到該標記。例如，該材料可以是玻璃或塑料。在另一個實施例中，該材料對于可見區域內的波長上的電磁輻射是不透明的，因而該標記對于肉眼是隱蔽的但可以被工作在諸如該高能密度束的電磁頻譜內的一個適當波長上的光學儀器所“看見”。雖然，這種標記沒有其可見的等同物的威攝效果，但它的確表示一種真正的不能消除的隱蔽標記。在上述實施例的任何一個中，該束的焦點相對于要標記的物體是可以移動的，使得標記能具有予定的形狀。例如，該標記可以是三維的和/或包括一個或多個數字、字母或符號，或者它們的一個組合，它們本身可表示一個標識、一個商標、一個機器可讀碼或任何其它希望的記號。根據本專利技術的一個第二方面，提供了一種用于在物體上設置表面下標記的裝置，包括用于產生能透過該材料的高能密度束的裝置，以及用于將該束聚焦在物體內部并離開其表面的位置的一個焦點上的裝置，使之產生材料的局部電離化并以增加一個區域對電磁輻射的不透明性建立一個標記而基本上沒有任何可檢測出的表面改變的方式。雖然，可以理解為該高能密度束可以是一種諸如電子束那樣的可聚焦粒子束，這種粒子束有足夠的能量能在物體的內部形成局部電離化，但在一個較佳實施例中，用于產生該高能密度束的裝置則是一臺激光器。激光輻射與物體之間相互作用的可能形式根據相關激光輻射的功率密度可分為三種類型。按功率密度的遞增次序排列這三種類型為(1)光化學互相作用，包括光感應與光敏化;(2)熱互相作用，其中入射輻射被作為熱能吸收;以及(3)電離相互作用，它包含被輻射材料的非熱光分解。這三種相互作用的閾值之間的差可以將需用于產生光化學互相作用的典型功率密度10-3W/cm2(瓦/平方厘米)與諸如光燒蝕與光穿透的電離化相互作用的典型功率密度1012W/cm2進行比較而清楚地展示。為了產生材料的局部電離化，該束必須具有足夠的能量來分裂分子鏈并在焦點上產生一個等離子體。一旦該束被去掉，等離子體冷卻而形成一個局部化的損壞或破裂區，任何入射到它上面的電磁輻射都將被散射而該區域表現為具有增加了的不透明度的一個區域。當前，市場上能夠得到的有能力感應電離化相互作用的激光器只有脈沖激光器，它的峰值能量在聚焦時足以在有關材料內產生一個等離子體。在本專利技術的一個較佳實施例中，在焦點上該激光器的功率密度至少為107W/cm2而脈沖寬度不大于10-6秒使得每一脈沖的能量密度至少為10J/cm2(焦耳/平方厘米)而足以在激光束的焦點上引發材料的局部電離化。如果要標記的物體對可見區域內的波長上的電磁輻射是透明的，則用于建立所需的高能密度束的裝置最好是一臺工作在波長1.06um上的Nd-YAG(摻釹釔鋁柘榴石)激光器。有利的是，可以設置使光束的焦點相對于物體移動的裝置，具體地該裝置包含至少一個設置在光徑上的可動反射鏡。反射鏡的運動可以由使得標記的最后形狀得以容易地操縱的一個計算機程序來控制而可動的反射鏡本身可包含一電流本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種在一個物體上提供表面下的標記的方法，包括下述步驟：將一個高能密度束導向對該束來說其材料是透明的一個物體的表面上，以及將該束聚焦在一個離開表面而在該物體內的一個位置上使材料產生局部電離化并建立一個對電磁輻射具有增強的不透明的區域作為標記，而在表面上基本上沒有任何可察覺出的改變。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：羅伯特馬克克勒蒙特，尼維勒理查德里德格，羅伯特彼得桑曼，
申請(專利權)人：聯合蒸餾器公司，
類型：發明
國別省市：GB[英國]