某公司開(kāi)發(fā)的第五版人民幣光譜信號(hào)智能機(jī)讀傳感器，具有極高的技術(shù)門檻，涉及到基頻激光光源產(chǎn)生技術(shù)、光譜分離技術(shù)、光譜鎖相探測(cè)技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理和輸出技術(shù)。在光譜信號(hào)檢測(cè)方法、檢測(cè)系統(tǒng)和檢測(cè)設(shè)備方面的技術(shù)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。

　　摘要：目前國(guó)內(nèi)其它從事光譜信號(hào)智能機(jī)讀傳感器和鑒定設(shè)備開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)的科研及企業(yè)尚未掌握非黑箱常光下操作、體積微型化、低能耗、機(jī)讀等關(guān)鍵技術(shù)。本文提供了一種能夠自動(dòng)識(shí)別各類激光照射于相應(yīng)上轉(zhuǎn)換或下轉(zhuǎn)換材料所發(fā)出上轉(zhuǎn)換或下轉(zhuǎn)換光譜的傳感器的檢測(cè)方法、檢測(cè)系統(tǒng)和檢測(cè)設(shè)備，能克服現(xiàn)有方法的不足，具有非黑箱常光下操作、結(jié)構(gòu)緊湊、體積微型化、低能耗、能輸出數(shù)字或模擬信號(hào)、機(jī)讀的特點(diǎn)。該產(chǎn)品既保證了光譜機(jī)讀信號(hào)的激發(fā)、監(jiān)測(cè)及轉(zhuǎn)換輸出，又可以方便地支持現(xiàn)有市場(chǎng)上各廠家大部分驗(yàn)鈔機(jī)型的升級(jí)。

　　關(guān)鍵詞：光譜轉(zhuǎn)換,傳感器,機(jī)讀

　　這種能夠自動(dòng)識(shí)別各類激光照射于相應(yīng)上轉(zhuǎn)換或下轉(zhuǎn)換材料所發(fā)出上轉(zhuǎn)換或下轉(zhuǎn)換光譜的傳感器，能克服現(xiàn)有方法的不足，是一種非黑箱常光下操作、結(jié)構(gòu)緊湊、體積微型化、低能耗、能輸出數(shù)字或模擬信號(hào)的光譜信號(hào)智能機(jī)讀傳感器。該產(chǎn)品既保證了光譜機(jī)讀信號(hào)的激發(fā)、監(jiān)測(cè)及轉(zhuǎn)換輸出，又可以方便地支持現(xiàn)有市場(chǎng)上各廠家大部分驗(yàn)鈔機(jī)型的升級(jí)。

　　使用者可以通過(guò)將需要鑒定的對(duì)象放置到該第五版人民幣光譜信號(hào)智能機(jī)讀傳感器下1～2mm的平臺(tái)，通過(guò)該第五版人民幣光譜信號(hào)智能機(jī)讀傳感器來(lái)讀取對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)，根據(jù)轉(zhuǎn)換輸出系統(tǒng)的指示即可快速和準(zhǔn)確無(wú)誤地鑒別是否是真的第五版人民幣，從而達(dá)到驗(yàn)鈔目的。

　　1正文

　　1.1系統(tǒng)和設(shè)備結(jié)構(gòu)

　　該第五版人民幣光譜信號(hào)智能機(jī)讀傳感器由激光生成與次生激光檢測(cè)、轉(zhuǎn)換輸出系統(tǒng)三部分組成。

　　1.2工作過(guò)程及性能特點(diǎn)

　　激光光源產(chǎn)生的高穩(wěn)定激光照射待測(cè)的特殊材料區(qū)域，特殊材料區(qū)域如有上轉(zhuǎn)換或下轉(zhuǎn)換材料，即會(huì)由此激發(fā)出相應(yīng)上轉(zhuǎn)換或下轉(zhuǎn)換光譜信號(hào)，如沒(méi)有上轉(zhuǎn)換或下轉(zhuǎn)換材料，即無(wú)相應(yīng)的上轉(zhuǎn)換或下轉(zhuǎn)換光譜信號(hào)產(chǎn)生。

　　1.3運(yùn)行特點(diǎn)

　　該光譜信號(hào)混合數(shù)百萬(wàn)倍強(qiáng)度的基頻激光經(jīng)光譜分離器，其中基頻激光被光譜分離器深度壓制，該有用的上轉(zhuǎn)換或下轉(zhuǎn)換光譜信號(hào)則高效透過(guò)。

　　光譜鎖相探測(cè)器采用相干累加鎖相積分技術(shù)，對(duì)透過(guò)光譜分離器的上轉(zhuǎn)換或下轉(zhuǎn)換光譜信號(hào)進(jìn)行探測(cè)，如上轉(zhuǎn)換或下轉(zhuǎn)換光譜信號(hào)是特定的對(duì)應(yīng)上轉(zhuǎn)換或下轉(zhuǎn)換材料的，則會(huì)因被鎖相積分放大而甄選出來(lái)，采用該光譜鎖相探測(cè)器既解決了測(cè)量精度問(wèn)題，又解決了測(cè)量速度和測(cè)量精度之間的矛盾，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)細(xì)分處理方法不能提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和當(dāng)量脈沖的不足。如上轉(zhuǎn)換或下轉(zhuǎn)換材料不是特定或沒(méi)有上轉(zhuǎn)換或下轉(zhuǎn)換材料，即材料是假的，光譜鎖相探測(cè)器探測(cè)不到特定的上轉(zhuǎn)換或下轉(zhuǎn)換材料對(duì)應(yīng)的特定光譜信號(hào)。

　　數(shù)字信號(hào)處理和輸出電路與光譜鎖相探測(cè)器相聯(lián)，處理后對(duì)應(yīng)有特定光譜信號(hào)輸出真（1）信號(hào)，對(duì)應(yīng)無(wú)特定光譜信號(hào)輸出偽（0）信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)可用于直接微處理器。根據(jù)需要，數(shù)字信號(hào)處理和輸出電路也可調(diào)整為可識(shí)別的模擬信號(hào)輸出。

　　1.4國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r

　　目前國(guó)內(nèi)其它從事光譜信號(hào)智能機(jī)讀傳感器和鑒定設(shè)備開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)的科研及企業(yè)尚未掌握非黑箱常光下操作、體積微型化、低能耗、機(jī)讀等關(guān)鍵技術(shù)。

　　1.5創(chuàng)新性論述

　　1.5.1背景技術(shù)

　　現(xiàn)有技術(shù)利用光譜信號(hào)檢測(cè)來(lái)辨別材料真假的主要步驟可歸納為：（1）采用調(diào)制激光光源照射被測(cè)材料，產(chǎn)生光譜信號(hào)；（2）通過(guò)雙向棱鏡和光柵對(duì)光譜信號(hào)進(jìn)行分離，得到有效光譜信號(hào)；（3）采用普通探測(cè)器對(duì)有效光譜信號(hào)進(jìn)行探測(cè)，探測(cè)到有效光譜信號(hào)，則轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)輸出或人眼識(shí)別出。由于現(xiàn)有技術(shù)采用調(diào)制激光光源，其產(chǎn)生的光源不是穩(wěn)定光源，而雙向棱鏡和光柵甄選光的效率比較低，并且，一般探測(cè)器的探測(cè)能力不高，而模擬信號(hào)輸出或采用人眼識(shí)別出的實(shí)現(xiàn)度低，從而導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)的光譜信號(hào)檢測(cè)性能較低。

　　局限于現(xiàn)有技術(shù)的性能，鑒別真?zhèn)蔚募す鈾z測(cè)器外部需要有遮光板蔽盒屏蔽外界光線干擾，在實(shí)際使用中需要將鈔票、證件或票據(jù)防止在遮光板內(nèi)，操作比較復(fù)雜，影響檢驗(yàn)的速度，而且構(gòu)成組件多，功耗大，體積大。

　　1.5.2創(chuàng)新點(diǎn)內(nèi)容

　　檢測(cè)系統(tǒng)的基本原理、檢測(cè)方法及設(shè)備基本結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。

　　系統(tǒng)包括對(duì)其照射以產(chǎn)生光譜信號(hào)的被測(cè)材料，還包括基頻激光光源、光譜分離單元、光譜鎖相探測(cè)單元以及數(shù)字信號(hào)處理和輸出單元。

　　基頻激光光源產(chǎn)生高穩(wěn)定激光照射到被測(cè)材料上，激發(fā)出光譜信號(hào)；光譜分離單元壓制基頻激光，得到有效光譜信號(hào)；光譜鎖相探測(cè)單元采用相干累加鎖相積分技術(shù)對(duì)有效光譜信號(hào)進(jìn)行探測(cè)，并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；數(shù)字信號(hào)處理和輸出單元將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并輸出。被測(cè)材料是稀土光功能材料，有效光譜信號(hào)是上轉(zhuǎn)換或下轉(zhuǎn)換光譜信號(hào)。

　　現(xiàn)有技術(shù)與本項(xiàng)目技術(shù)方案效果對(duì)比表。（如表1）

　　1.5.3檢測(cè)系統(tǒng)、檢測(cè)方法及設(shè)備使用流程和方法案例

　　在本項(xiàng)目中，通過(guò)基頻激光光源照射被測(cè)材料產(chǎn)生光譜信號(hào)，光譜分離單元甄選出有效光譜信號(hào)，光譜鎖相探測(cè)器采用相干累加鎖相積分技術(shù)探測(cè)有效光譜信號(hào)，并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，以及由數(shù)字信號(hào)處理和輸出電路將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并輸出。這樣，提高了光譜信號(hào)檢測(cè)的性能。

　　光譜信號(hào)檢測(cè)方法及光譜信號(hào)檢測(cè)設(shè)備的具體工作流程如下。

　　在步驟1中，基頻激光光源照射被測(cè)材料，產(chǎn)生光譜信號(hào)。在步驟2中，光譜分離單元壓制基頻激光，得到有效光譜信號(hào)。在步驟3中，光譜鎖相探測(cè)單元采用相干累加鎖相積分技術(shù)探測(cè)有效光譜信號(hào)，并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。在步驟4中，對(duì)電信號(hào)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理并輸出。

　　在實(shí)施例中，被測(cè)材料是稀土光功能材料，其被激光照射時(shí)會(huì)產(chǎn)生上轉(zhuǎn)換或下轉(zhuǎn)換光譜信號(hào)。基頻激光光源采用半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生，例如PN結(jié)邊緣發(fā)射激光器，其能產(chǎn)生高穩(wěn)定激光，例如波長(zhǎng)為980nm±20nm或880nm±20nm的激光，也可以采用其它波長(zhǎng)的激光。激光可以直接照射到被測(cè)材料上，也可以通過(guò)透鏡照射。

　　產(chǎn)生光譜信號(hào)后，光譜信號(hào)連同極強(qiáng)的的基頻激光（數(shù)十至數(shù)百萬(wàn)倍間強(qiáng)度）經(jīng)過(guò)光譜分離單元進(jìn)行分離。光譜分離單元可采用光譜分離器實(shí)現(xiàn)，本項(xiàng)目采用可選擇的光譜分離器。其中，基頻激光被光譜分離單元深度壓制，使微弱的有效光譜信號(hào)（即上轉(zhuǎn)換或下轉(zhuǎn)換光譜信號(hào)）透過(guò)并抵達(dá)光譜鎖相探測(cè)單元的光敏感應(yīng)處。

　　在實(shí)施例中，光譜鎖相探測(cè)單元采用相干累加鎖相積分技術(shù)，對(duì)上轉(zhuǎn)換或下轉(zhuǎn)換光譜信號(hào)進(jìn)行探測(cè)，由于上轉(zhuǎn)換或下轉(zhuǎn)換光譜信號(hào)是特定對(duì)應(yīng)的稀土光功能材料，其會(huì)因被鎖相積分放大而甄選出來(lái)，若光譜鎖相探測(cè)單元探測(cè)不到特定的稀土光功能材料對(duì)應(yīng)的特定上轉(zhuǎn)換或下轉(zhuǎn)換光譜信號(hào)，則證明被測(cè)材料是假的。若探測(cè)到上轉(zhuǎn)換或下轉(zhuǎn)換光譜信號(hào)，光譜鎖相探測(cè)單元將該光譜信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，其可采用通用的光電轉(zhuǎn)換技術(shù)實(shí)現(xiàn)，關(guān)于光電轉(zhuǎn)換技術(shù)是現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。之后，數(shù)字信號(hào)處理和輸出單元將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并輸出。在示例方案中，設(shè)為探測(cè)到對(duì)應(yīng)的光譜信號(hào)，則輸出高電平，若探測(cè)到對(duì)應(yīng)的光譜信號(hào)，則輸出低電平。輸出的數(shù)字信號(hào)可連接微處理器，或直接連接數(shù)碼顯示或聲音報(bào)警等。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]陳樹(shù)森，周望紅.外上轉(zhuǎn)換材料共焦光學(xué)檢測(cè)器研究[J].光電子·激光，2004（5）.

　　[2]張思遠(yuǎn)，畢憲章.稀土光譜理論[M].吉林科學(xué)技術(shù)出版社，1991.

　　[3]唐春暉.人民幣偽鈔鑒別儀的鑒偽技術(shù)[J].儀表技術(shù)，2005（4）.

---

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)自：http://www.jinnzone.com/guangdianjishulw/26559.html