用于认证价值文档的方法和认证装置

摘要

示踪剂可以被结合到价值文档之中或之上。该示踪剂包括掺杂有两种稀土离子的晶体示踪剂。该示踪剂可结合到其中的衬底或印刷物质具有最小的吸收红外波长窗，并且该示踪剂由该波长范围中的入射红外辐射所激励。合适的第一稀土离子用作为入射红外辐射的有效宽带吸收剂，并将能量非辐射地传递到第二稀土离子，该第二稀土离子以比该入射红外辐射大的波长来发射红外辐射。所发射的红外辐射也处于该示踪剂所结合到其中的印刷物质或衬底的最小吸收透射窗中。认证价值文档的方法包括以预定值来检测所发射的辐射。

权利要求

1.一种示踪剂，包括：

无机晶格，其包括至少第一稀土活性离子和第二稀土活性离子；

其中该第一稀土活性离子吸收具有1300nm至2200 nm的第一波长的激励入射红外辐射，并且将所吸收的红外辐射传送到第二稀土活性离子，以及该第二稀土活性离子以比该激励入射红外辐射的第一波长大的1400nm至2200 nm的第二波长来发射红外辐射。

2.根据权利要求1的示踪剂，其中该示踪剂包括来自从以下所组成的组中所选择的稀土元素的至少第一稀土活性离子和第二稀土活性离子：铒、钬、铥、镨、镝、钕及其混合物。

3.根据权利要求1的示踪剂，其中该无机晶格从由以下所组成的组中所选择：铝酸盐、硼酸盐、石榴石、氧化物、硅酸盐、氟化物、锗酸盐、钼酸盐、氟氧化物、硫氧化物、磷酸盐、钨酸盐、铌酸盐、钽酸盐、钒酸盐及其组合。

4.根据权利要求1的示踪剂，其中第一波长处于1400至1900 nm的范围中。

5.根据权利要求1的示踪剂，其中第二波长处于1700至2200 nm的范围中。

6.一种价值文档，包括：

示踪剂，其具有包括至少第一稀土活性离子和第二稀土活性离子的无机晶格；

其中该第一稀土活性离子吸收具有1300至2200 nm的第一波长的激励入射红外辐射，并且将所吸收的红外辐射传送到第二稀土活性离子，以及该第二稀土活性离子以比该激励入射红外辐射的第一波长大的1400至2200 nm的第二波长来发射红外辐射。

7.根据权利要求6的价值文档，其中该价值文档包括印刷物质，并且该示踪剂存在于该印刷物质中，其量占该印刷物质的重量的0.01%到40%。

8.根据权利要求6的价值文档，其中该第一和第二稀土活性离子均从由以下所组成的组中选择：铒、钬、铥、镨、镝、钕及其混合物。

9.根据权利要求6的价值文档，该无机晶格从由以下所组成的组中选择：铝酸盐、硼酸盐、石榴石、氧化物、硅酸盐、氟化物、锗酸盐、钼酸盐、氟氧化物、硫氧化物、磷酸盐、钨酸盐、铌酸盐、钽酸盐、钒酸盐及其组合。

10.根据权利要求6的价值文档，其中第一波长处于1400至1900 nm的范围中。

11.根据权利要求6的价值文档，其中第二波长处于1700至2200 nm的范围中。

12.一种用于认证价值文档的方法，包括：

a）向认证装置提供价值文档，该价值文档包括示踪剂，该示踪剂包括无机晶格，该无机晶格包括至少第一稀土活性离子和第二稀土活性离子，其中该第一稀土活性离子吸收具有

1300至2200nm的第一波长的激励入射红外辐射，并且将所吸收的红外辐射传送到第二稀土活性离子，以及该第二稀土活性离子以比该激励入射红外辐射的第一波长大的第二波长来发射红外辐射；

b）用该认证装置的红外照明源来将第一波长的激励入射红外辐射提供给该示踪剂；

c）用该认证装置的红外检测器来检测从该第二稀土活性离子发射的红外辐射，并从该红外检测器产生发射数据；

d）用该认证装置的处理单元来检验该发射数据处于预选择的验证准则之内；以及e）将认证数据从处理单元输出以认证或拒绝该价值文档。

13.根据权利要求12的方法，其中该方法包括印刷物质，并且该示踪剂存在于该印刷物质中，其量占该印刷物质的重量的0.01%到40%。

14.根据权利要求12的方法，其中该第一和第二稀土活性离子均从由以下所组成的组中选择：铒、钬、铥、镨、钕及其混合物。

15.根据权利要求12的方法，其中该无机晶格从由以下所组成的组中选择：铝酸盐、硼酸盐、石榴石、氧化物、硅酸盐、氟化物、锗酸盐、钼酸盐、氟氧化物、硫氧化物、磷酸盐、钨酸盐、铌酸盐、钽酸盐、钒酸盐及其组合。

16.根据权利要求12的方法，其中该红外照明源是发光二极管。

17.根据权利要求12的方法，其中该检测器是InGaAs红外检测器。

18.根据权利要求12的方法，其中检测器还包括滤波器。

说明书

用于认证价值文档的方法和认证装置

[0001] 有关申请的交叉引用

[0002] 本申请要求序号为61/288,597、2009年12月21日提交的、当前未决的美国临时申请的权益。

技术领域

[0003] 本技术领域一般地涉及通过使用结合在价值文档的着色的印刷物质内的隐蔽成分的红外激励和红外发射来认证静止或移动的价值文档的方法和验证装置。

背景技术

[0004] 存在许多方式来验证价值文档，从简单的到复杂的。一些方法涉及在文档之上或结合到文档中的可见的（即，外显的）特征，诸如信用卡上的全息图，钞票上凸出的图像或水印，钞票内的安全箔、安全带、着色线或着色纤维，或护照上的上浮和/或下沉的图像。虽然这些特征容易用眼睛检测并且可不需要用于认证的设备，但这些外显的特征容易被冒充的赝造者和/或伪造者所识别。同样地，除了外显的特征，隐藏的（即，隐蔽的）特征可以被结合到价值文档中。隐蔽特征包括结合到价值文档的衬底中的不可见的荧光纤维、化学敏感染色剂、荧光色素或染料。隐蔽特征还可以被包括在印刷到价值文档的衬底上的墨水中，或被包括在被用于制造薄膜的树脂内，该薄膜被用于层叠的价值文档中。因为隐蔽特征不可被人眼所检测，所以需要被配置成检测这些隐蔽特征的检测器来认证价值文档。

[0005] 存在许多验证系统（例如，隐蔽特征和对应的检测器），这些验证系统例如被用来认证钞票。例如，Kaule等人的编号为4,446,204的美国专利公开了一种具有以添加的或施加的着色剂形式的可认证特征的安全纸，一方面该着色剂可能检查该安全纸的红外透射属性，即使是在印刷的图像中（如果适当的话），以及另一方面该着色剂具有磁性属性，其中红外透射和磁性测试均能彼此不受影响，却能够在安全纸上的相同位置处被执行。然后使用已知的检测设备来将检测器匹配到可认证特征不同位于的光谱范围以用于验证。

[0006] 进一步，Nagase的编号为5,679,959的美国专利公开了一种支票辨别装置，其包括：光源，用于投射刺激光到支票表面上，光电倍增器，用于响应于具有该刺激光的照射来光电地检测从该支票发射的光，并产生与所检测的光的量相对应的检测数据，ROM，用于存储参考数据，以及中央处理单元（“CPU”），用于将由该光电倍增器所产生的检测数据和存储在该ROM中的参考数据进行比较。然而，当来自伪造物的所检测的发射辐射与可信的发射辐射参数相似时，这样的系统未能检测伪造文档。

[0007] 许多已知的验证系统涉及检测隐蔽的可认证特征并评价它的发射光谱。如果仅检测到发射，则该价值文档被认为是可信的，否则其作为伪造物而被拒绝。当可认证特征被整体包含在衬底上的印刷物质（诸如墨水）中时，一个问题随着这种类型的现有验证系统而出现，因为它经受佩戴和磨损损耗。因而，存在不可预测的可认证特征的发射光谱幅值的恶化，并因此，认证装置可能将可信文档不准确地识别为伪造物。另一个问题涉及的事实在于，随时间过去，因为伪造者已经变得更老道并且更加可以使用能检测价值文档中的这些特征的结合的科学装置，所以这种方法已经变得不够安全。

[0008] 存在现有的验证系统，其涉及检测磷光体的衰变时间，该磷光体由可见或紫外光源在静止情形下所激励。例如，Vasic等人的编号为7,030,371的美国专利公开了携带示出了时间延缓发射特性的发光标记混合物的安全文档或物品，这些发光标记混合物由允许快速提取特性发光参数（诸如发射强度和时间常数）的方法和设备所认证。另外，Allen等人的编号为20090152468的美国公布公开了一种技术和装置，用于通过准确地测量正被使用的特定示踪剂（taggant）的辐射的衰变时间来检测在样本的激励之后从示踪剂材料样本发射的红外辐射。然而，这些系统，不涉及移动价值文档的检测和认证。

[0009] 多个现有技术专利，包括例如，Muth等人的编号为6,686,074的美国专利公开了使用包含磷光体的两种稀土离子，该磷光体由于反斯托克斯（anti-stokes）过程而吸收入射激励电磁辐射波长并以更短的波长来发射电磁辐射。该反斯托克斯过程是效率差的，其中转换效率仅几个百分比，并且所发射的更短的波长辐射可以被印墨中存在的颜料所容易地吸收。

[0010] Oshima等人的编号为5,932,139的美国专利公开了荧光物质、荧光成分、荧光标记载体及其光学读取器。荧光墨水沉积物包含荧光物质，该荧光物质具有诸如钒酸盐、磷酸盐、硼酸酯、钼酸盐和钨酸盐的钕（Nd）、镱（Yb）和铒（Er）含氧盐或有机物质。该荧光材料能够发射与具有更大波长的激励光的波长不同的波长的荧光（典型的下转换过程效应）。虽然发射波长处于红外范围中，但仅表明了该吸收发生在可见或近红外的光谱范围中。所使用的墨水具有染料，该染料在光谱的可见区域中是吸收性，因此由荧光材料所吸收的能量较小。在近红外区域中，荧光物质仅具有窄线（narrow line）吸收，并且因此，大多数入射辐射不被荧光物质所吸收，以及因而所发射的红外强度具有较小的强度。

[0011] 尽管有用于认证价值文档的现有的验证系统，但存在对于可靠地和准确地检测静止的或移动的价值文档的系统的需求，该系统诸如是涉及分类或检测钞票的系统。该验证系统应当将安全特征结合在难以复制的价值文档之中和/或之上，并且应当具有唯一的且足够复杂以防止价值文档的伪造或赝造的检测辨别方法和特征。同样重要的是，诸如钞票的这些价值文档能以高速来被认证。

发明内容

[0012] 在一个方面，提供了一种用于价值文档上的印刷物质中的示踪剂。该示踪剂包括无机晶格，该无极晶格包括至少第一稀土活性离子和第二稀土活性离子。该第一稀土活性离子吸收具有大约1300至大约2200 nm的第一波长的激励入射红外辐射，并且将所吸收的红外辐射传送到第二稀土活性离子，以及该第二稀土活性离子以比激励入射红外辐射的第一波长大的大约1400至大约2200 nm的第二波长来发射红外辐射。

[0013] 在另一个方面，提供了一种用于认证价值文档的方法。该方法包括：a）向认证装置提供价值文档，该价值文档包括印刷物质，该印刷物质包括示踪剂，该示踪剂包括无机晶格，该无机晶格包括至少第一稀土活性离子和第二稀土活性离子，其中该第一稀土活性离子吸收具有大约1300至大约2200 nm的第一波长的激励入射红外辐射，并且将所吸收的红外辐射传送到第二稀土活性离子，以及该第二稀土活性离子以比激励入射红外辐射的第一波长大的第二波长来发射红外辐射；b）用该认证装置的红外照明源来将第一波长的激励入射红外辐射提供给该示踪剂；C）用该认证装置的红外检测器来检测从该第二稀土活性离子发射的红外辐射，并从该红外检测器产生发射数据；d）用认证装置的处理单元来检验该发射数据处于预选择的验证准则之内；以及e）将认证数据从处理单元输出以认证或拒绝该价值文档。

附图说明

[0014] 出于说明和描述的目的已经选择了特定的示例，并且这些特定的示例在形成说明书的一部分的附图中被示出。

[0015] 图1说明了用于典型的红墨水、绿墨水、紫墨水和黑墨水的测量透射（与所指示的1-透射相等的吸收），指示了超过1000 nm红外波长的红外波长中的高透射光谱范围的可用性；

[0016] 图2a和2b示出了相似的吸收曲线，该吸收曲线说明了掺杂有铒稀土离子的典型的无机钇铝石榴石的测量吸收行为，示出了低于1100 nm的窄线吸收行为和1400至1700 nm红外波长范围中的宽带吸收；

[0017] 图3说明掺杂有铒稀土离子的典型的无机钇铝石榴石的公布的发射行为，示出了1400至1700 nm红外波长范围中的发射行为；

[0018] 图4说明了典型的商业铟砷化镓（InGaAs）红外检测器的曲线族，示出了从可见光谱的边缘到大约2200 nm的检测能力；以及

[0019] 图5说明了本技术的移动价值文档认证系统的一个示例的示意性布置。

具体实施方式

[0020] 本技术涉及可被结合在价值文档之中或结合到价值文档上的示踪剂，以及涉及用于认证包括结合在印刷物质之内的示踪剂的价值文档的方法。本技术的价值文档包括衬底，并且也可包括印刷物质的至少一个区域。在一些示例中，诸如当衬底被着色时，示踪剂可以被结合到该衬底中。该衬底可以是用于价值文档的任何合适的衬底，包括但不限于纸张和塑料材料。示踪剂还可以被结合到印刷物质中。诸如墨水的印刷物质可以是包括黑色的任何颜色。印刷物质的可见光谱范围中的吸收量取决于它的颜色。例如，当印刷物质是黑色时，光谱分析示出了它跨越可见光谱进行吸收。本技术认识到，包括黑色的所有颜色的衬底和印刷物质倾向于具有在光谱的红外部分中显著减少的吸收，而不考虑颜色，并且通过着色物质的红外透射因红外波长增加而增加。同样地，具有稀土活性离子的示踪剂可以被添加到衬底或用来创建印刷物质（诸如墨水）的材料中，其中它有效地吸收入射激励红外辐射并发射具有减少的吸收系数的红外光谱范围中的红外信号。该示踪剂可以被隐藏在衬底或印刷物质中，对于价值文档的用户以及在价值文档的例行检查时是完全不可见的。稀土活性离子也可展示低于1000 nm的吸收和发射，但是具有其吸收属性的衬底或墨水的着色大大地减少了那些光谱范围中的激励和发射。进一步将示踪剂中的稀土活性离子激励成红外（IR，超过1300 nm）将不会激励在光谱上低于1300 nm的发射线。这种属性进一步掩盖了衬底或印刷物质中的示踪剂的存在，作为安全特征而增加其价值。

[0021] 用于与本技术一起使用的合适的示踪剂被红外入射辐射所有效地激励，该红外入射辐射具有印刷物质的高度透明窗中的波长，并且该示踪剂在印刷物质的高度透明窗内发射具有更长的波长的红外辐射。当激励波长更接近示踪剂的发射波长时，来自示踪剂的红外发射过程的效率增加。而且，因为红外波长区域中的激励波长可能比示踪剂发射器的一些传统的发射波长更大，所以当更大的激励波长被用于激励时，不激励那些传统的发射波长跃迁，允许了所期望的发射的效率更大。

[0022] 合适的示踪剂也通过在示踪剂的晶格内结合至少两种稀土活性离子来作为带吸收剂而不是作为窄线吸收剂来吸收激励红外辐射。带吸收剂在红外波长的宽光谱范围上吸收入射红外辐射，并因此可以被诸如LED的红外照明源所充足地激励。与示踪剂中的稀土活性离子相关联的一些吸收线是低于1000 nm的窄带吸收剂。这些窄带吸收线可以是非常强的，但是因为它们也是窄的，所以存在与诸如LED的便宜的光源相重叠的非常差的光谱。该窄带和光谱位置还可以创建针对发现并调整激光二极管到该吸收线的重要的挑战。

[0023] 由示踪剂所吸收的总能量与入射激励辐射的波长上的示踪剂的吸收截面有关，印刷物质的总厚度包括示踪剂和激励源光谱。通常，激励源包括激光二极管和LED。激光二极管能以非常窄的波长发射大量光子，但是必须被调到用于最佳性能的吸收峰值。另外，出于所需要的光学安全控制理由，在这种类型的应用中使用激光二极管是不期望的。LED展示了从该紫外（UV）到红外（IR）区域的增加的光谱宽度。该较宽的光谱宽度通常是针对示踪剂内的活性离子的可见区域中窄吸收线的较差的光谱配色。然而，当波长朝向红外区域增加时，因为许多离子展示了在该区域中的宽带吸收，所以LED是良好的光谱配色。另外，LED是节省成本的解决方案，并且在红外中的光谱范围中可用。

[0024] 本技术的示踪剂可以包括至少两种稀土活性离子。虽然不意在被限定于任何理论，但所相信的是，在激励该示踪剂时，激励光子被第一稀土活性离子所吸收并衰变到存储水平。在至少一些示例中，第一稀土活性离子通过宽带吸收来吸收入射激励辐射，意思是该第一稀土活性离子的吸收特征是宽的，诸如从大约20 nm到大约50 nm，或更大。该能量接着被非辐射地传送到结合在示踪剂的相同的晶格内的第二稀土活性离子，并接着作为该第二稀土活性离子的更高波长特性的光子而被发射。高强度发射需要入射激励光子的高吸收。已经被发现的是，包括稀土活性离子的示踪剂在大约400 nm至大约900 nm的激励红外波长范围中作为窄线吸收剂来通常吸收入射红外辐射，同时示踪剂中的一些稀土活性离子展示了大约1300 nm至大约2200 nm的红外波长范围中的宽带吸收。起于跃迁而终止于接近基态的示踪剂的发射线也是相同光谱范围中的吸收剂。以大约1500 nm至大约1900 nm的红外波长来吸收入射激励红外辐射的示踪剂由商业LED所容易地激励。当第一稀土活性离子通过宽带吸收来吸收入射激励辐射时，低功率LED将充分地激励合适的示踪剂。由示踪剂中的第二稀土活性离子以通常在大约1700 nm至大约2200 nm的范围中的波长所发射的高强度红外辐射，被商业可得的扩展的铟砷化镓（InGaAs）检测器所容易地和可靠地检测，该铟砷化镓（InGaAs）检测器可从Pennsylvania Montgomeryville的Teledyne Judson Technologies公司获得。合适的红外检测器以预选择的波长从第二稀土活性离子接收发射的红外辐射。

[0025] 在至少一些示例中，墨水可被用来创建价值文档上的印刷物质。由此，可提供包括本技术的示踪剂的墨水。该墨水也可包括适于渲染墨水的其它成分，使该墨水在价值文档上可印刷以及以其它方式有益于它对该价值文档的预期应用。例如，该墨水可以包括至少一种液体或凝胶，该示踪剂被混合或悬浮到该液体或凝胶中。该墨水可接着被印刷到价值文档上以提供包括示踪剂的印刷物质。由于从LED灯到结合在印刷物质中的该示踪剂的光子能量传递的高效率，该示踪剂将大量能量非辐射地传递到第二稀土离子的发射能级，提供了来自第二离子的发射。同样地，该墨水可以包括少量示踪剂，例如包括的示踪剂的量占该墨水重量的从大约0.01%到大约40%，或墨水重量的从大约到0.01%到大约5%的。墨水在干燥时倾向于损失很少的重量，因此价值文档上的印刷物质被预计具有的示踪剂的量与被印刷以形成印刷物质的初始墨水大约相同。出于测量目的，可认为印刷物质中的示踪剂的量与墨水中的示踪剂的量相同。由此，示踪剂能以占印刷物质重量的从大约0.01%到大约40%的量来存在于价值文档上的印刷物质中，包括但不限于大约或出自以下的量：占印刷物质重量的大约0.1%、占印刷物质重量的大约0.5%、占印刷物质重量的大约1%、占印刷物质重量的大约2%、占印刷物质重量的大约5%、占印刷物质重量的大约10%、占印刷物质重量的大约15%、占印刷物质重量的大约20%、占印刷物质重量的大约25%、占印刷物质重量的大约30%、或占印刷物质重量的大约35%。在一些示例中，示踪剂能以占印刷物质重量的从大约0.01%到大约5%的量存在于价值文档上的印刷物质中。优选地，印刷物质中的示踪剂的量是足够的，使得即使当诸如钞票的价值文档上的印刷物质被磨损时，在印刷物质内将存在足够的示踪剂以识别和验证可信的价值文档。

[0026] 在示踪剂被直接结合到衬底中的示例中，该示踪剂能以任何合适的量存在于该衬底中，包括例如，按衬底重量的从大约0.01%到大约40%，包括但不限于大约或出自以下的量：占衬底重量的大约0.1%、占衬底重量的大约0.5%、占衬底重量的大约1%、占衬底重量的大约2%、占衬底重量的大约5%、占衬底重量的大约10%、占衬底重量的大约15%、占衬底重量的大约20%、占衬底重量的大约25%、占衬底重量的大约30%、或占衬底重量的大约35%。在一些示例中，示踪剂能以占衬底重量的从大约0.01%到大约5%的量存在于价值文档的衬底中。优选地，衬底中的示踪剂的量是足够的，使得即使当诸如钞票的价值文档上的衬底被磨损时，将在衬底内存在足够的示踪剂以识别和验证可信的价值文档。

[0027] 合适的基质物质包括用于要被用在本技术中的示踪剂的稀土活性离子，这些稀土活性离子包括从由以下所组成的组中所选择的无机晶格：铝酸盐、硼酸盐、石榴石、氧化物、硅酸盐、氟化物、锗酸盐、钼酸盐、氟氧化物、硫氧化物、磷酸盐、钨酸盐、铌酸盐、钽酸盐、钒酸盐及其组合。至少两种活性离子作为掺杂物而被结合在示踪剂的晶格内，并且代替主晶格中的某些离子。用来代替示踪剂晶格矩阵中的主晶格离子的稀土活性离子的吸收和发射特性，受到所使用的特定的稀土离子的能级以及来自晶体场的效应的影响。活性离子可以从由稀土元素组成的组中选择，这些稀土元素诸如是铒、钬、铥、镨、镝、钕、或其它合适的稀土元素及其混合物。活性离子通常代替晶格中的诸如钇、镧或钆的离子。例如铒的活性离子之一展示了大约1400 nm至大约 1700 nm的范围中的入射红外辐射的宽带吸收，非辐射地将能量传送到从以上所列出的活性离子中所选择的第二稀土活性离子，其发射大约1600 nm至大约2200 nm范围中的红外辐射。

[0028] 本技术涉及价值文档认证装置，其认证具有包括本技术的示踪剂的衬底或印刷物质的价值文档。该价值文档认证装置可以包括红外照明源、接收以预选择波长从示踪剂发射的红外辐射；以及至少一个处理单元。诸如计算机的一个或多个处理单元可被用来存储真实和/或测试发射数据。通过使用合适的红外检测器和滤波器来根据检测来自第二稀土活性离子的光发射而获得发射数据。该信号被电子地捕获并被核对以检验这些值在预定认证限制之内，其接着基于那些预定的通过/失败参数来认证或拒绝该测试价值文档。

[0029] 本技术还涉及通过检查包括示踪剂的价值文档来认证价值文档的方法，该示踪剂包括至少两种稀土活性离子，其中的一种稀土活性离子吸收具有第一波长的激励入射红外光，该第一波长包括但不限于大约1400至大约1900 nm的范围中的波长，以及其中的第二稀土活性离子发射具有第二波长的红外辐射，该第二波长包括但不限于大约1600至大约2200 nm的范围中的波长。该价值文档由对大约1000 nm至大约2200 nm的波长范围中的光敏感的扩展的铟砷化镓检测器或其它合适的检测器所检查。该检测系统可以包括滤光器，该滤光器在仅通过由示踪剂所发射的预选择的波长范围的光程中。可以在该价值文档是静止时或例如在高速钞票认证和计数机器中移动时进行这种真实性的检查。该方法在没有具有高度可靠性的示踪剂的情况下，检测和拒绝价值文档。

[0030] 本技术可以通过当示踪剂由与第一稀土活性离子的吸收带相对应的入射红外辐射所激励时，测量来自结合在价值文档的印刷物质内的隐蔽示踪剂的红外发射，来增加验证系统的安全性和真实性精确度。入射红外波长和发射红外波长两者均落入最低限度地被印墨所吸收的波长范围内而与印墨颜色的无关。因此，该隐蔽示踪剂可以被隐藏在对于人眼或包括紫外线屏蔽（ultraviolet screening）的最常见的检测方法不可见的价值文档的暗区域内。因为该示踪剂基于如由主晶格所影响的活性离子来仅以已知的特定波长带发射红外辐射，所以检测需要红外检测器和滤光器的适当选择的组合，因此增加了价值文档的安全性。

[0031] 用于包括钞票的价值文档的诸如墨水的印刷物质以许多颜色出现。在可见光谱中的墨水的吸收属性提供了人眼察觉的颜色。如以上所提到的，黑墨水吸收了可见光谱内的大部分波长。因此，如果该示踪剂激励光源落入着色物质的吸收光谱内，则该印刷物质具有强吸收属性。以类似方式，在印刷物质的更高的吸收范围中的来自示踪剂的任何发射也被显著地减少并且没有生成有用的检测信号。在红外波长范围中所测量的该透射（1-吸收）因光的波长增加而增加到非常高的透射值。发现了透射上的增加或吸收上的减少超出了1000 nm的红外波长。

[0032] 图1说明了用于包括红墨水、绿墨水、紫墨水和黑墨水的典型墨水的测量吸收光谱。每种着色墨水示出了不同的光谱透射行为，以创建在反射时由人眼所察觉的颜色。所有颜色的墨水示出了红外波长区域中的尤其是超过1000 nm的红外吸收。另外，发现红外透射因红外波长增加而改善。因此，如果示踪剂将由入射红外激励辐射所激励，则该辐射可用于由示踪剂吸收而与印墨的颜色或它的印刷密度无关。因而，该示踪剂可以被隐藏在对于价值文档的用户完全不可见的价值文档的浓密印刷的暗区，提供了安全的认证特征。本主题技术涉及使用印墨，该印墨展示了为激励示踪剂所需的入射激励辐射的光谱窗中的减少的吸收。

[0033] 铒是一种稀土活性离子，其起到宽带吸收剂的作用，以从红外LED吸收入射示踪剂激励辐射。图2a和2b说明了掺杂有铒稀土活性离子的典型的已知无机钇铝石榴石的测量吸收数据，并且示出了如图1中所示的低于大约1100 nm的窄线吸收行为和从大约1400至大约1700 nm的红外波长范围中的宽带吸收。图2a和2b示出了与由Sardar等人出版的“Absorption intensities and emission cross section of principal intermanifold3+ 11
and inter-Stark transitions of Er（4f ）polycrystalline ceramic garnet Y3Al5O12”（Journal of Applied Physics, 97, 123501 (2005)）中所公开的相类似的吸收曲线，其示出了仅达到1100 nm的吸收行为。如图1中所示的，发现宽带吸收的波长与印墨的高透射红外波长范围相符合，以及因此，嵌入印墨中的示踪剂在1400到1700 nm的红外波长范围中可以通过印墨被容易地激励，而没有衰减。诸如从美国California的Marubeni美国公司可得的Marubeni L1550-03（其是发射了峰值在1550 nm的辐射光谱带的铟砷化镓LED灯）的商业LED设备，可被用作为用于示踪剂的光子激励的入射光源。存在商业可得的其它的LED灯光源，其将在本技术中是有用的并且将为本领域技术人员所知。因为示踪剂的光子激励以1550 nm被执行，导致更短的波长发射的更多的高能电子跃迁不被激励，并且所吸收的光子能量被非辐射地传送到第二稀土离子，该第二稀土离子的能级导致了具有大约
1600至大约2200 nm的范围中的波长的更高的波长发射。

[0034] 图3说明了如由Sardar等人出版的“Absorption intensities and emission3+
cross section of principal intermanifold and inter-Stark transitions of Er
11
（4f ）polycrystalline ceramic garnet Y3Al5O12”（Journal of Applied Physics, 97,
123501 (2005)）的示出了1600至2200 nm红外波长范围中的发射行为的具有铒稀土活性离子的典型的无机钇铝石榴石的发射行为。

[0035] 图4说明了典型的商业铟砷化镓（InGaAs）红外检测器的曲线族，该曲线族示出了从可见光谱的边缘到大约2200 nm的检测能力。

[0036] 图5说明了移动价值文档认证装置100的示意性布置。该价值文档101穿过该认证装置。该价值文档101具有与示踪剂相结合的印墨102。该示踪剂从发光二极管（LED）103接收以1550 nm 的典型波长的引入的激励红外辐射。该LED 103光被透镜系统104和
105所校准，以作为点或作为线或宽范围来照明该价值文档。大约1400 nm到大约 2200 nm的范围中的来自示踪剂的红外发射被反射镜106、滤光器107和聚焦透镜108引导到检测器
109。处理单元110提供电力给该LED 103，驱动该价值文档通过该认证装置并接收所检测的红外辐射发射数据。如果该检测器109从价值文档101上的印墨102内所结合的示踪剂接收并传递适当波长的红外发射到处理单元110，则该价值文档101被认为是可信的，或相反，其作为伪造物而被拒绝。

[0037] 根据前述，将理解的是，尽管已经在此出于说明的目的描述了特定的示例，但可以在不背离本公开的精神和范围的情况下进行各种修改。因此，所意在的是，前述的详细描述被认为是说明性的而不是限制性的，并且所理解的是，随后的权利要求包括所有等效方式并意在特别地指出和清楚地要求保护该所要求保护的主题。