采用共焦光学传感元件的隐形条码的检测

摘要

该文的工作旨在利用红外上转换材料的光-光转换特性,研究一种隐性条码的材料制作、检测器件和检测方法.详细介绍隐形条码的材料特点、系统的作用、信号检测的方法等方面的内容.红外上转换材料(Infrared up-conversion material)是一种新型光学功能材料.所谓上转换是指高浓度稀土离子材料由于离子间的相互作用,能够吸收红外辐射发射可见光,受到光激发时可发射比激发波长短的荧光的材料称为上转换发光材料,这种光的本质是一种反斯托克斯发光.利用红外上转换材料在自然环境下不可见的特点,将其与无色油墨按比例混合后制备的红外上转换油墨作为条码的印刷材料,使条码具备隐形特点.我们提出的隐形条码的概念,作为条码技术的重要补充,把用红外上转换材料油墨印刷出的符号转换为机器语言,保留了条形码作为自动识别技术所具有的输入速度快、可靠性高、灵活实用等特点;同时,隐形条码技术在具备条码所有优点的条件下,增加了防伪性能并且不影响原有印刷效果.由于隐形条码的扫描是大噪声下的微弱信号提取,我们提出采用共焦光学传感器来实现红外上转换材料的激发以及信息读取,分析了共焦光学系统的结构与性能.上述检测器为红外上转换材料的微弱信号检测提供了一种良好的检测工具.文中给出了检测实验结果,验证了隐形条码方案的可行性.通过进一步的研究,文中介绍的隐性条码及其共焦光学检测器将会有良好的应用前景.

目录

文摘

英文文摘

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一、引言

1.1红外上转换材料的发光机制

1.2上转换材料的材料特性

1.3上转换材料的主要应用

1.4条码技术

1.4.1一维条码

1.4.2利用红外上转换油墨制作隐形条码的方案选择

1.5共焦光学系统

1.6研究内容和意义

二、共焦光学传感器与红外上转换油墨检测

2.1红外上转换油墨检测的特点

2.2基于共焦系统的便携式检测结构

2.2.1分束反射器性能

2.2.2光电探测器性能参数及光谱响应曲线图

2.3共焦光学传感器的改进

2.3.1单、双透镜系统的性能比较

2.4共焦检测器装配尺寸图及外形

2.5红外上转换油墨可采用的最低混合比

三、信号处理电路

3.1直流放大电路

3.2交流放大电路

3.3实验中的注意点

3.4各点理想输出波形示意图

四、译码原理

4.1硬件原理

4.2软件流程

五、实验结果及评价

六、结论

七、参考文献

八、攻读学位期间发表论文

九、附录

十、致谢