[发明专利]一种基于双波长响应上转换光子防伪条形码及其构建方法和应用

说明书

本发明提供了一种基于双波长响应上转换光子防伪条形码及其构建方法和应用，属于上转换防伪技术领域。本发明采用近红外激光双波长对稀土掺杂上转换发光材料进行共同激发，并且通过改变近红外激光的激发功率调控稀土离子中电子的跃迁过程，产生不同的发光颜色和发光强度，以稀土掺杂上转换发光材料发光的颜色和发光强度信息作为识别代码进行编码，由于激发功率精细、灵活的调整性，可以得到丰富的光谱信息，将获得的大量的光谱信息构建出对应的上转换子条形码，随机组合上转换子条形码得到完整的上转换光子防伪条形码，可以增加信息的复杂性并为高级防伪带来更大的灵活性，信息存储容量大，加密等级高，极大地提高了编码能力和防伪等级。

技术领域

本发明涉及上转换防伪技术领域，尤其涉及一种基于双波长响应上转换光子防伪条形码及其构建方法和应用。

背景技术

防伪技术已经被广泛应用在货币、票据、机密文件、商标以及药品等方面，对于商业和国家公共安全非常重要，已成为全球性和长期的话题，其中荧光技术是实际应用中最理想的候选技术之一。常规荧光材料通常基于下转换机制，具有高荧光强度、高抗降解稳定性和易于处理而被广泛用于防伪，但是易于复制的缺点限制了其在安全领域中的应用。稀土掺杂上转换发光材料吸收红外光转换为可见光，由于其独特的反斯托克斯发光特性、抗光漂白能力强、化学稳定性高、毒性低，所发射的荧光谱带窄、荧光背景干扰低等优点非常适合应用于荧光编码。然而，特定激发波长下的单调发光颜色导致这些材料的编码空间较小，无法满足大数据量的存储需求，而且防伪技术低，极易被仿制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于双波长响应上转换光子防伪条形码及其构建方法和应用，所述构建方法得到的上转换光子防伪条形码编码空间大，能够满足大数据量的存储需求，而且能够增强信息加密等级，提高防伪能力。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种基于双波长响应上转换光子防伪条形码的构建方法，包括以下步骤：

提供稀土掺杂上转换发光材料；

采用第一近红外激光和第二近红外激光共同激发所述稀土掺杂上转换发光材料，通过多次改变所述第一近红外激光和/或第二近红外激光的激发功率，得到对应不同激发功率的多个上转换发射光谱；

以每个所述上转换发射光谱中发光峰的位置及其对应的发光强度为信息，分别构建上转换发射光谱对应的多个上转换子条形码；

随机组合所述多个上转换子条形码，得到上转换光子防伪条形码。

优选的，所述稀土掺杂上转换发光材料包括主体基质Ba₅Zn₄Y₈O₂₁和掺杂于所述主体基质中的稀土离子，所述稀土离子包括Yb³⁺，还包括Er³⁺、Pr³⁺、Tm³⁺或Ho³⁺。

优选的，以所述稀土掺杂上转换发光材料中稀土离子总浓度为基准，所述Yb³⁺的掺杂浓度为1～25mol％，所述Er³⁺、Pr³⁺、Tm³⁺或Ho³⁺的掺杂浓度为2～5mol％。

优选的，所述稀土掺杂上转换发光材料的制备方法包括以下步骤：

将稀土氧化物、BaCO₃和ZnO研磨混合，将所得混合物料进行烧结，得到稀土掺杂上转换发光材料；所述稀土氧化物包括Yb₂O₃，还包括Er₂O₃、Pr₂O₃、Tm₂O₃或Ho₂O₃。