Способ усиления свечения изображения, переливающегося цветами радуги, созданного в теле листового материала

Изобретение относится к специальным видам печати, позволяющим создавать в теле листового материала оригинальное объемное изображение, защищающее его от подделки. Способ усиления свечения изображения, переливающегося цветами радуги, созданного в теле листового материала, прозрачного для лазерного излучения, заключается в образовании в теле этого материала при воздействии на него импульсами лазерного излучения изображения из множества изолированных объемных протяженных наноструктур металл-диэлектрик с квантово-размерными эффектами, помещенными между металлизированной дифракционной решеткой с последовательностью образованных внутри ее штрихов множества лунок и слоем металла с отверстием над каждой наноструктурой для прохода светового потока вовнутрь листового материала, при этом в листовом материале параллельно металлизированной дифракционной решетке создают по меньшей мере еще одну изолированную от нее металлизированную решетку с последовательностью образованных внутри ее штрихов множества лунок, воздействуют импульсами лазерного излучения через слой металла и листовой материал последовательно на каждую из дифракционных решеток, создают под каждым отверстием в слое металла две объемные протяженные наноструктуры металл-диэлектрик с квантово-размерными эффектами и образуют в листовом материале изображение из множества пар объемных протяженных наноструктур металл-диэлектрик с квантово-размерными эффектами. Техническим результатом изобретения является создание способа усиления свечения изображения, переливающегося цветами радуги, созданного в теле листового материала, который позволил бы резко повысить яркость свечения изображения для создания надежного публичного признака, защищающего листовой материал от подделки. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Настоящее изобретение относится к специальным видам печати, позволяющим создавать в теле листового материала оригинальное изображение, защищающее его от подделки.

Предшествующий уровень техники

Известен способ создания в теле листового материала изображения, переливающегося цветами радуги, заключающийся в образовании в теле этого материала изображения из множества изолированных объемных протяжных наноструктур металл-диэлектрик с квантово-размерными эффектами, помещенными между металлизированной дифракционной решеткой с последовательностью образованных внутри ее штрихов множеством лунок и слоем металла с отверстием над каждой наноструктурой для прохода светового потока вовнутрь листового материала (см., например, заявку на патент №2012142167/12, по которой 24.09.2013 г. вынесено решение о выдаче патента).

Этот способ позволяет создать оригинальное изображение, переливающегося цветами радуги внутри листового материала и наблюдать его через отверстия в слое металла при повороте листового материала под различивши углами.

Яркость свечения такого изображения в значительной мере зависит от усиления объемными протяженными наноструктурами металл-диэлектрик с квантово-размерными эффектами световых потоков, отражаемых от металлизированной дифракционной решетки. Однако известным способом невозможно резко повысить яркость свечения изображения, переливающегося цветами радуги, создаваемого в теле листового материала.

Раскрытие изобретения

В основу изобретения положена задача получения такого способа усиления свечения изображения, переливающегося цветами радуги, созданного в теле листового материала, который позволил бы резко повысить яркость свечения изображения для создания надежного публичного признака, защищающего листовой материал от подделки.

Поставленная задача решается тем, что в способе усиления свечения изображения, переливающегося цветами радуги, созданного в теле листового материала, прозрачного для лазерного излучения, заключающегося в образовании в теле этого материала при воздействии на него импульсами лазерного излучения изображения из множества изолированных объемных протяженных наноструктур металл-диэлектрик с квантово-размерными эффектами, помещенного между металлизированной дифракционной решеткой с последовательностью образованных внутри ее штрихов множества лунок и слоем металла с отверстием над каждой наноструктурой для прохода светового потока вовнутрь листового материала, в соответствии с изобретением в листовом материале параллельно металлизированной дифракционной решетке создают по меньшей мере еще одну изолированную от нее металлизированную дифракционную решетку с последовательностью образованных внутри ее штрихов множества лунок, воздействуют импульсами лазерного излучения через слой металла и листовой материал последовательно на каждую из дифракционных решеток, создают под каждым отверстием в слое металла две объемные протяженные наноструктуры металл-диэлектрик с квантово-размерными эффектами и образуют в листовом материале изображение из множества пар объемных протяжных наноструктур металл-диэлектрик с квантово-размерными эффектами.

При таком способе усиления свечения изображения, переливающегося цветами радуги, созданного в теле листового материала, увеличивается суммарный объем наноструктур, преобразовывающих воздействующие на них световые потоки в излучение энергии.

Целесообразно, что каждым импульсом лазерного излучения, который образовал отверстие в слое металла, достиг первой дифракционной решетки, вызвал в пределах лазерного пятна дифракцию лучей от штрихов и лунок этой решетки, отражение от дифракционной решетки множества лучей, расплавление в пределах лазерного пятна слоя металла на дифракционной решетке, плавление прозрачного для лазерного луча материала, взрывную кристаллизацию этого материала по отраженным от первой дифракционной решетки лучам, расплавляют в пределах лазерного пятна листовой материал между первой и второй дифракционными решетками, вызывают дифракцию лазерного луча от штрихов и лунок второй дифракционной решетки, отражение от ее штрихов и лунок множества лучей, взрывную кристаллизацию прозрачного для лазерного излучения материала по отраженным лучам и одновременно создают в одном образованном падающим лазерным лучом канале две расположенные рядом объемные протяженные наноструктуры металл-диэлектрик с квантово-размерными эффектами.

При таком способе усиления свечения изображения, переливающегося цветами радуги, созданного в теле листового материала, в каждом созданном лазерным лучом канале образуют две расположенные рядом объемные протяженные наноструктуры металл-диэлектрик с квантово-размерными эффектами для совместного синхронного преобразования воздействующего на них светового потока в излучение световой энергии.

Целесообразно, что на поверхностях обеих объемных протяженных наноструктур металл-диэлектрик с квантово-размерными эффектами, разделенных между собой границей, образуют ряды углублений, копирующих расположение штрихов дифракционных решеток, по отраженным от которых лучам произошла кристаллизация в теле листового материала.

При таком способе усиления свечения изображения, переливающегося цветами радуги, созданного в теле листового материала, обеспечивается возможность совместного синхронного воздействия световым потоком на образованные в листовом материале наноструктуры для усиления излучаемой ими энергии.

Целесообразно, что лазерным лучом, отраженным от второй дифракционной решетки, воздействуют на слой металла и образуют в нем отверстие, центр которого смещен относительно центра отверстия, образованного в нем падающим лучом.

При таком способе усиления свечения изображения, переливающегося цветами радуги, созданного в теле листового материала, обеспечивается возможность лучшего наблюдения свечения изображения через отверстие в слое металла большего размера.

Целесообразно, что вводят световой поток через отверстия в слое металла вовнутрь листового материала, направляют его при разных углах поворота листового материала на ряды углублений, образованных на поверхностях обеих объемных протяженных наноструктур металл-диэлектрик с квантово-размерными эффектами и границу раздела между этими наноструктурами, разбивают световой поток на ребрах границы раздела между двумя наноструктурами и ребрах рядов углублений на поверхности этих наноструктур на пучки света, вызывают интерференцию этих пучков света между собой, их многократное отражение от слоя металла, в результате чего они согласованно воздействуют на обе объемные протяженные наноструктуры металл-диэлектрик с квантово-размерными эффектами и вызывают выделение ими световой энергии, которая складывается и усиливает свечение изображения, переливающегося цветами радуги.

При таком способе усиления свечения изображения, переливающегося цветами радуги, созданного в теле листового материала, когерентное воздействие различных волновых процессов на объемные протяженные наноструктуры металл-диэлектрик с квантово-размерными эффектами вызывает увеличение выделяемой ими энергии и усиление свечения изображения, переливающегося цветами радуги.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретного, но не ограничивающего настоящее изобретение варианта осуществления и прилагаемыми чертежами, на которых:

Фиг.1 иллюстрирует предлагаемый способ усиления свечения изображения, переливающегося цветами радуги, созданного в теле листового материала,

Фиг.2 - вид по стрелке A на Фиг.1,

Фиг.3 - разрез B-B на Фиг.1,

Фиг.4 - фотография вида по стрелке A, выполненная на атомном микроскопе,

Фиг.5 и фиг.6 - фотографии изображений из пар объемных протяженных наноструктур металл-диэлектрик, выполненных в отраженном свете при сильном увеличении.

Лучшие варианты осуществления изобретения

Предлагаемый способ усиления свечения изображения, переливающегося цветами радуги, созданного в теле листового материала, осуществляют следующим образом.

Вначале на одну поверхность листового материала 1, прозрачного для лазерного излучения, наносят слой 2 металла, а со стороны противоположной поверхности в теле листового материала 1 создают расположенные параллельно одна над другой две дифракционные решетки 3 и 4, между которыми имеется слой 5 материала, прозрачного для лазерного излучения. В углублениях 6 внутри ее штрихов 7 дифракционных решеток 3 и 4 образованы последовательности из множества изолированных друг от друга лунок 8, а сами эти углубления вместе с лунками покрыты металлическим слоем 9.

Теперь можно приступить к созданию в теле листового материала 1 изображения из множества пар объемных протяженных наноструктур 10 и 11 металл-диэлектрик с квантово-размерными эффектами.

Каждый импульс 12 лазерного излучения воздействует на заданную точку на поверхности слоя 2 металла, создает в нем отверстие 13, проникает в листовой материал 1 и достигает первой дифракционной решетки 3. В результате взаимодействия луча со штрихами 7 и лунками 8 дифракционной решетки происходит его дифракция и отражение от штрихов 7 и лунок 8, множества лучей. При взаимодействия импульса 12 лазерного излучения с дифракционной решеткой 3 происходит плавление на ней металлического слоя 9 в пределах лазерного пятна, плавление слоя листового материала у поверхности дифракционной решетки 3, взрывная кристаллизация этого материала по отраженным от дифракционной решетки 3 лучам. Идет процесс образования в канале, созданном падающим лазерным лучом 12, одной объемной протяженной наноструктуры 10 металл-диэлектрик с квантово-размерными эффектами.

В то же время падающий лазерный луч 12, пройдя насквозь дифракционную решетку 3 и слой 5 листового материала между этой дифракционной решеткой и дифракционной решеткой 4, вызывает отражение множества лучей от штрихов 7 и лунок 8 дифракционной решетки 4, расплавляет листовой материал у ее поверхности, вызывает взрывную кристаллизацию листового материала по отраженным от дифракционной решетки 4 лучам и создание в образованном падающим лучом 12 канале второй объемной протяженной наноструктуры 11 металл-диэлектрик с квантово-размерными эффектами.

Фактически, учитывая высокую скорость распространения лазерного луча, эти две наноструктуры 10 и 11 создаются в одном канале одновременно.

На поверхностях обеих объемных протяженных наноструктур 10 и 11 металл-диэлектрик с квантово-размерными эффектами, разделенных между собой границей 13, образованы ряды углублений 14, копирующих расположение штрихов 7, соответственно дифракционных решеток 3 и 4, по отраженным от которых лучам произошла кристаллизация в теле листового материала 1.

На фиг.4, изображающей фотографию обеих объемных наноструктур в одном канале, видно, что ряды углублений на поверхности обеих наноструктур совпадают, что свидетельствует об образовании этих наноструктур когерентными световыми волнами.

В то же время импульсы 12 лазерного излучения, отразившись от дифракционной решетки 4, образуют в слое 2 металла отверстие, центр которого смещен относительно центра отверстия, образованного падающим лучом.

Так как обе созданные в каждом канале наноструктуры являются объемными и воздействие на каждую из них энергией от внешнего источника вызывает выделение ими световой энергии, создается возможность получения в теле листового материала яркого светящегося объемного изображения.

Для этого вводят световой поток через отверстия в слое металла в каждый расположенный под ним канал и направляют его на созданные в этих каналах пары объемных протяженных наноструктур металл-диэлектрик с квантово-размерными эффектами. Воздействуя этими потоками на ряды углублений на поверхности объемных наноструктур и границы раздела между этими наноструктурами при различных углах поворота листового материала разбивают световые потоки на пучки света на ребрах этих углублений и границах раздела между наноструктурами. Эти пучки света конструктивно интерферируют между собой, многократно отражаются от слоя металла и, будучи когерентными, согласованно воздействуют на каждую пару объемных протяженных наноструктур металл-диэлектрик с квантово-размерными эффектами, вызывают выделение ими световой энергии, которая складывается и усиливает в теле листового материала свечение изображения, переливающегося цветами радуги.

Способность объемных протяженных наноструктур металл-диэлектрик с квантово-размерными эффектами излучать световую энергию обуславливается тем, что при поглощении ими энергии происходит переход электронов на более высокий уровень, повышение их концентрации, с последующей рекомбинацией, возвратом на более низкий уровень, сопровождающийся выделением энергии в виде света.

На фиг.5 и 6 видно, что в соответствии с предлагаемым способом каждая точка изображения, созданная лазерным лучом на поверхности слоя металла, удваивается в теле листового материала, образуя пару объемных протяженных наноструктур металл-диэлектрик с квантово-размерным эффектом.

Из заданной совокупности пар таких наноструктур в теле листового материала образуется объемное, 3D изображение, причем составляющие его наноструктуры при излучении энергии под действием внешнего источника света фактически образуют объемную светящуюся голограмму, в которой каждая точка переливается цветами радуги при повороте листового материала под различными углами.

Промышленная применимость

Так как описанным способом в теле листового материала может быть создано яркое светящееся объемное изображение, каждая точка которого переливается цветами радуги при повороте этого материала под различными углами, создается уникальный публичный признак для надежной защиты изделий из листового материала, в частности банкнот, от подделки.

1. Способ усиления свечения изображения, переливающегося цветами радуги, созданного в теле листового материала, прозрачного для лазерного излучения, заключающийся в образовании в теле этого материала при воздействии на него импульсами лазерного излучения изображения из множества изолированных объемных протяженных наноструктур металл-диэлектрик с квантово-размерными эффектами, помещенными между металлизированной дифракционной решеткой с последовательностью образованных внутри ее штрихов множества лунок и слоем металла с отверстием над каждой наноструктурой для прохода светового потока вовнутрь листового материала, отличающийся тем, что в листовом материале параллельно металлизированной дифракционной решетке создают по меньшей мере еще одну изолированную от нее металлизированную решетку с последовательностью образованных внутри ее штрихов множества лунок, воздействуют импульсами лазерного излучения через слой металла и листовой материал последовательно на каждую из дифракционных решеток, создают под каждым отверстием в слое металла две объемные протяженные наноструктуры металл-диэлектрик с квантово-размерными эффектами и образуют в листовом материале изображение из множества пар объемных протяженных наноструктур металл-диэлектрик с квантово-размерными эффектами.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждым импульсом лазерного излучения, который образовал отверстие в слое металла, достиг первой дифракционной решетки, вызвал в пределах лазерного пятна дифракцию лучей от штрихов и лунок этой решетки, отражение от дифракционной решетки множества лучей, расплавление в пределах лазерного пятна слоя металла на дифракционной решетке, плавление прозрачного для лазерного луча материала, взрывную кристаллизацию этого материала по отраженным от первой дифракционной решетки лучам, расплавляют в пределах лазерного пятна листовой материал между первой и второй дифракционными решетками, вызывают дифракцию лазерного луча от штрихов и лунок второй дифракционной решетки, отражение от ее штрихов и лунок множества лучей, взрывную кристаллизацию прозрачного для лазерного излучения материала по отраженным лучам и одновременно создают в одном образованном падающим лазерным лучом канале две расположенные рядом объемные протяженные наноструктуры металл-диэлектрик с квантово-размерными эффектами.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что на поверхностях обеих объемных протяженных наноструктур металл-диэлектрик с квантово-размерными эффектами, разделенных между собой границей, образуют ряды углублений, копирующих расположение штрихов дифракционных решеток, по отраженным от которых лучам произошла кристаллизация в теле листового материала.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что лазерным лучом, отраженным от второй дифракционной решетки, воздействуют на слой металла и образуют в нем отверстие, центр которого смещен относительно центра отверстия, образованного в нем падающим лучом.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что вводят световой поток через отверстия в слое металла вовнутрь листового материала, направляют его при разных углах поворота листового материала на ряды углублений, образованных на поверхностях обеих объемных протяженных наноструктур металл-диэлектрик с квантово-размерными эффектами и границу раздела между этими наноструктурами, разбивают световой поток на ребрах границы раздела между двумя наноструктурами и ребрах рядов углублений на поверхности этих наноструктур на пучки света, вызывают конструктивную интерференцию этих пучков света между собой, их многократное отражение от слоя металла, в результате чего они согласованно воздействуют на обе объемные протяженные наноструктуры металл-диэлектрик с квантово-размерными эффектами и вызывают выделение ими световой энергии, которая складывается и усиливает свечение изображения, переливающегося цветами радуги.