用于近红外区域的光谱发光标准物制造技术

本发明专利技术涉及一种包含在透明无机基体材料中的铋的并且当暴露于激发光时在近红外区域发光的光谱发光标准物，其中铋充当近红外区域的光发射器。本发明专利技术还涉及用于制造所述光谱发光标准物的方法和在载体材料之内或之上具有所述光谱发光标准物的校准介质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种包含在透明无机基体材料中的铋的并且当暴露于激发光时在近红外区域发光的光谱发光标准物，其中铋充当近红外区域的光发射器。本专利技术还涉及用于制造所述光谱发光标准物的方法和在载体材料之内或之上具有所述光谱发光标准物的校准介质。【专利说明】用于近红外区域的光谱发光标准物本专利技术涉及一种在近红外区域具有宽带发射的光谱发光标准物(spectralluminescence standard),涉及一种用于制造该发光标准物的方法，以及涉及一种呈现光谱发光标准物或与之相关的用于校准光学测试装置或传感器的校准介质(calibrationmedium)。有价文件，例如银行票据、支票、ID文件、信用卡、契据等，经常配有用于确保真实性的发光防伪标识(security feature)。通常在有价文件的预期使用期过程内多次测试这些防伪标识。在已经制造有价文件或用于制造有价文件的防伪纸之后，必须测试发光物质的正确引入或施用。这通常通过在防伪纸材料幅生产线的合适位点上安装发光测试装置来实现。在运输系统的帮助下将材料幅输送通过各个生产模块(section)，并如此也输送通过固定安装的发光测试装置 ，其检测在输送过程中的材料幅的测量信号。流通中的有价文件，特别是银行票据，在片材加工机器中测试其真实性和/或其状态，在其它情形中也用于测试其发光真实性标识。出于这一目的，引导有价文件经过检测由该有价文件所发出的发光信号的相应的发光测试装置。然而，出现这样的问题:所检测的发光信号遭受装置依赖性影响，这甚至可能随时间发生变化，使得用不同的装置得到的发光测量的比较是不可行的。因此，需要交付某些目标值规格的明确的参照系统(所谓的发光标准物)。在发光标准物的帮助下，能够校准或调整发光测试装置，从而不同时刻、不同装置的测量可彼此进行比较。为了校准沿材料幅(例如防伪纸或有价文件的材料幅)的输送路径设置的和用于在制造材料幅时测试材料幅的发光测试装置，通常将校准介质置于测试装置的测量平面中，以便用该测试装置检测校准介质的校准测量值。出于这个目的，该校准介质能够在材料幅测试的中断期间中手动地置于测试装置中，从而校准介质代替材料幅暂时地位于测试装置的测试面中。校准介质是发光标准物或者包含发光标准物。校准介质具有与其相关的某个目标值，在测量校准介质时测试装置理想上检测所述某个目标值。在实际情形下，常常确定的是，实际测量值偏离该目标值。那么就必须重新调整测试装置，从而测试装置的测量值对应于校准介质所具有目标值。作为将校准介质手动置于测试装置中的备选方式，还能够输送校准介质经过测试装置，从而能够检测校准介质的多个校准测量值，并能够将这些测量值的平均值用于测试装置的校准。这样实现更加精确的校准。在如用于有价文件加工的设备的片材加工器中，其中例如测试银行票据的真实性，通常将设备中的有价文件输送经过传感器，例如发光传感器。为了校准该传感器，将合适的校准介质代替有价文件输送经过传感器，该传感器感应校准介质的测量值。校准介质是发光标准物或者包含发光标准物。比较该测量值和与校准介质相关的目标值。如果测量值偏离目标值，那么必须调整传感器，直至在对校准介质的重新测量时其至少接近于目标值。然后能够再次使用传感器以测试有价文件。对发光标准物的要求随所期望的用途而变化。如果发光标准物旨在用作用于校准测试片材用的传感器的校准介质，那么发光标准物应该可能以片状校准介质的形式提供。对于光学性质也有不同的要求。例如，基本上，必须区分代表用于测量发光物质吸收行为的参照系统的吸收标准物和代表用于测量发光物质的发射行为的参照系统的发光标准物。波长标准物(用于测试波长准确度的参照系统)必须具有尽可能多的窄谱带，而光谱标准物必须具有尽可能宽的、平滑的和无结构化(unstructured)的光谱。对于全部标准物满足(apply)它们应该具有高度的均匀性和各向同性以及低的温度依赖性，应该是长期稳定的且光稳定的，并应该以尽可能高的量子产率工作。现有技术给出了可见光区的宽带发射光谱的发光标准物，但没有给出近红外区域内的具有宽带和无结构化发射的任何物质。近红外区域(NIR区域)是760~2500nm的波长区域。为了保证有价文件的真实性，在其它物质中，使用发射1000~1500nm区域内波长的物质。然而，对于这个区域，迄今还没有任何可用的光谱发光标准物，即在用合适波长的激发光照射时发出宽带的和无结构的发光的发光标准物，特别是迄今还没有适合用作用于校准在片材加工器或造纸机中的发光传感器或发光测试装置的发光标准物的任何光谱发光标准物。因此，本专利技术的目的是提供用于1000~1500nm区域的光谱发光标准物，即至少在1000~1500nm区域内具有宽的、无结构化的发光发射的发光标准物。本专利技术的另一个目的是描述一种用于制造所述发光标准物的方法。此外，本专利技术的目的是提供一种校准介质，其具有用于1000~1500nm区域的光谱发光标准物并适合用于校准测试装置或传感器，例如在片材加工器中的发光传感器或在造纸机中的发光测试装置。通过具有如权利要求1所述特征的光谱发光标准物，通过具有如权利要求7所述特征的制造发光标准物的方法，以及通过具有如权利要求10所述特征的校准介质，实现了上述目的。本专利技术的实施方式在相应的从属权利要求中加以描述。本专利技术的发光标准物具有作为光发射器的秘。秘(III)在可见光区的发光性质早已知晓。然而，本专利技术不使用铋(III)作为NIR光发射器，而是使用在近红外区域(NIR区域)具有宽带发射的Bi物种，所述物种的存在基本上是已知的，尽管它的准确身份(identity)不是完全清楚。技术文件讨论了 Bi+、Bi2+、Bi5+、较小的阳离子或中性Bi簇(例如Bb22+)、BiO基团以及阴离子铋物种(例如Bi2_、Bi22O。特别是存在还原的阳离子或中性Bi物种的指示。对于在本专利技术的框架内使用Bi物种的性质，然而，它们身份的确定不是必要的。只需铋物种能够可靠地且可重复性地制造。用于制造这种NIR-活性的Bi物种(NIR-Bi)的合适条件是已知的。NIR-活性Bi的形成特别要求高温和在基体中的稳定。在用激发光照射时，发光标准物在近红外区域发光，NIR-活性铋充当光发射器。因此，发光标准物在近红外区域内的发光不是源自三价的Bi (III)，而是源自上述的NIR-活性Bi物种。NIR-活性物种在近红外区域内的发光的光谱宽度(FWHM)为至少lOOnm，优选至少200nm。激发光可以例如在可见光谱区域或近红外光谱区域，其能量上位于NIR-活性Bi物种的近红外发射之上。合适的基体材料为例如玻璃，具体为硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、锗酸盐玻璃以及氧化物玻璃和硫化物玻璃。原则上，作为基体形成物(former)，即用于形成NIR-活性Bi的基体的起始材料，在约900°C以上的温度通过融化和烧结能够得到物质的所有无机物质和物质混合物是适宜的，NIR-活性Bi在所述无机物质和物质混合物中能够稳定,并且所述无机物质和物质混合物对于NIR-活性Bi的激发辐射和发光辐射是充分透光的，具体是光学透明的。用玻璃和类玻璃材料实现光学均匀性和透明性是相对最容易的，但是这不是本专利技术的强制性要求。结晶的和半结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光谱发光标准物，其在光透射的、特别是光学透明的无机基体材料中具有铋，其中该发光标准物在激发光照射时在近红外区域发光，并且铋充当近红外区域的光发射器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J凯克特，KU斯托克，
申请(专利权)人：德国捷德有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE