[发明专利]基于飞秒激光制备高容量彩码实现信息存储及加密的方法

说明书

一种基于飞秒激光制备高容量彩码实现信息存储及加密的方法，先采用钛合金TC4金属片或在玻璃基底上依次沉积了Ti和Au的金属膜作为加工对象；然后搭建光路，利用电脑调节飞秒激光器输出激光，激光波长为1030nm，脉宽为240fs，重复频率为1‑200kHz可调，最大单脉冲能量为200μJ；再将样品固定在剪式升降台加工工位上，调节激光能量、扫描速度和扫描间距，在样品上获得飞秒激光氧化着色或激光诱导周期性表面结构，作为高容量彩码；高容量彩码通过将二维码数据区中的二进制数据转换为四进制数据，并且分别用四种颜色表示四种四进制数字来实现彩码，同时设置校验码作为补足码；本发明增加了信息的存储密度，并实现了信息的加密。

技术领域

本发明属于激光图案制造技术领域，特别涉及一种基于飞秒激光制备高容量彩码实现信息存储及加密的方法。

背景技术

随着互联网技术和智能设备的飞速发展，信息的传播和识别成为现代社会必不可少的一项技术，目前二维码已成为一种应用非常广泛的产品标识和信息追溯方法。但是随着现代社会的信息爆炸，需要增加二维码的尺寸或增加信息密度来容纳更多的信息，然而对于尺寸相对较小的部件并没有办法提供足够的空间来容纳尺寸较大的二维码。为了解决二维码的信息容量与尺寸之间的矛盾，需要对传统的二维码进行改进；同时为了避免或尽量减少标记处理对产品性能的影响，最好的方法是增加数据密度。因此人们提出了彩码，即添加颜色为新的一维，这样在保持原有二维码尺寸不变的情况下，彩码可以包含更多的信息。与传统的二维码相比，彩码引入了更多的维度来表达信息，大大增加了信息存储密度。

目前，彩码的应用主要集中在印刷和电子显示领域，但在直接零件标识领域的应用较少。激光加工由于其对材料的选择无限制，效率高且灵活性高的特性，目前已经广泛应用在了各个领域；飞秒激光由于其冷加工的优势更加适合特殊零部件的加工。但是还没有发现利用飞秒激光氧化着色和激光诱导周期性表面结构制备高容量彩码来实现信息的存储及加密的相关文献公开。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供了一种基于飞秒激光制备高容量彩码实现信息存储及加密的方法，增加了信息的存储容量，并实现了信息的加密。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于飞秒激光制备高容量彩码实现信息存储及加密的方法，包括以下步骤：

1)采用厚度为2mm的钛合金TC4金属片或在玻璃基底上依次沉积了100nm的Ti和20nm的Au的金属膜作为加工对象；

2)搭建光路，飞秒激光器1输出光依次经过半波片2、格兰泰勒棱镜3、半波片4、扩束镜5和小孔光阑6，最后经过二轴扫描振镜系统7聚焦到剪式升降台8上，飞秒激光器1和二轴扫描振镜系统7和电脑连接；

3)利用电脑调节飞秒激光器1输出激光，激光波长为1030nm，脉宽为240fs，重复频率为1-200kHz可调，最大单脉冲能量为200μJ；

4)将样品固定在剪式升降台8加工工位上，调节激光能量和扫描速度，在样品上获得飞秒激光氧化着色或激光诱导周期性表面结构，作为高容量彩码，飞秒激光制备的参数为：

钛合金TC4：激光能量250-300mW，扫描速度20-100mm/s，重复频率200kHz，扫描间距5μm；

Ti/Au金属膜：激光能量400-500mW，扫描速度100-450mm/s，重复频率200kHz，扫描间距5μm。

所述的钛合金TC4材料的组成为Ti-6Al-4V，含钛(Ti)余量，铁(Fe)≤0.30，碳(C)≤0.10，氮(N)≤0.05，氢(H)≤0.015，氧(O)≤0.20，铝(Al)5.5～6.8，钒(V)3.5～4.5。