JP6947062B2 - Information recording method, information retrieval method and alumina phosphor - Google Patents
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Description
アルミナ蛍光体を用いた情報記録方法、アルミナ蛍光体からの情報読み出し方法およびアルミナ蛍光体に関する。 The present invention relates to an information recording method using an alumina phosphor, an information retrieval method from an alumina phosphor, and an alumina phosphor.
紫外線が照射されると蛍光を発光する蛍光体に情報を記録し、その蛍光体に紫外線を照射して情報を読み出す方法が広く知られている。たとえば特許文献１では、紫外線照射で発光する蛍光インクにより情報をワークに印刷する。情報を読み出す際には、紫外線をワークに照射する。これにより、蛍光インクが可視光を発光するので、蛍光インクにより印刷された情報が可視化される。
A method of recording information on a phosphor that emits fluorescence when irradiated with ultraviolet rays and irradiating the phosphor with ultraviolet rays to read out the information is widely known. For example, in
特許文献１に記載されているように、紫外線を照射して発光する蛍光体を用いて情報を記録しておけば、普段は情報を見ることができない。そのため、情報の秘匿性の観点で好ましい。しかし、蛍光が可視光であるので、情報読出者が情報を読み出している状況では、情報を読み出していること、および、記録された情報が第三者に知られやすい。
As described in
情報読出者が情報を読み出しているときに記録された情報が第三者に知られやすい点で、情報の秘匿性が十分ではない。加えて、情報を読み出していることが知られるだけでも、情報の秘匿性の点で十分ではない。詳しく説明すると、情報読出者が情報を読み出している状況を第三者が見た場合、情報読出者が何らかの処置をすることで、可視光を発光させていることが分かる。その処置が紫外線照射であることまでは、第三者は分からないが、可視光を発光させるために紫外線を照射する技術は広く知られている。 The confidentiality of the information is not sufficient in that the information recorded when the information reader is reading the information is easily known to a third party. In addition, just knowing that the information is being read is not sufficient in terms of the confidentiality of the information. More specifically, when a third party sees a situation in which the information reader is reading information, it can be seen that the information reader takes some action to emit visible light. A third party does not know until the treatment is ultraviolet irradiation, but the technique of irradiating ultraviolet light to emit visible light is widely known.
そのため、情報読出者が情報を読み出している状況を第三者に見られると、次に説明することを第三者が実行する恐れが生じる。すなわち、第三者は、その場では紫外線を照射して情報を読み出していることが推測できるに留まり、記録されている情報の内容までは知ることができなかったとしても、その後、紫外線を照射して、そこに記録されている情報を読み出してしまう恐れが生じる。よって、情報を読み出していることが第三者に分かることは、情報の秘匿性の観点で好ましくない。 Therefore, if a third party sees the situation in which the information reader is reading the information, there is a risk that the third party will perform the following description. That is, it can be inferred that the third party is reading the information by irradiating the ultraviolet rays on the spot, and even if the contents of the recorded information cannot be known, the third party is subsequently irradiated with the ultraviolet rays. Then, there is a risk that the information recorded there will be read out. Therefore, it is not preferable from the viewpoint of confidentiality of information that a third party knows that the information is being read.
また、紫外線を照射して情報を読み出している状況を第三者に見られた恐れがある情報読出者は、第三者に情報を読み出されることを防止するために、その情報を消去することを考えることもある。しかし、情報を消去するために蛍光インクや蛍光体を除去する作業が必要であると、情報の除去が容易ではない。 In addition, an information reader who may have seen the situation of reading information by irradiating ultraviolet rays to a third party should delete the information in order to prevent the information from being read by a third party. I sometimes think about it. However, if it is necessary to remove the fluorescent ink or the phosphor in order to erase the information, it is not easy to remove the information.
蛍光インクであれば完全に除去できる可能性もあるが、手間がかかる作業になってしまう。また、蛍光体であれば、物性に依存するので物性変更まで要求されることになる。よって、実質的に情報を消去することは不可能である。このように、蛍光インクや蛍光体で情報が記録されている場合、情報の消去は容易ではない。その結果、情報が容易に読み出し可能な状態で残っている場合が多くなる。情報が容易に読み出し可能な状態で残っていることは情報の秘匿性の点で十分ではない。 Fluorescent ink may be completely removed, but it is a laborious task. Further, in the case of a fluorescent substance, since it depends on the physical properties, it is required to change the physical properties. Therefore, it is practically impossible to erase the information. As described above, when the information is recorded with fluorescent ink or fluorescent material, it is not easy to erase the information. As a result, the information often remains in an easily readable state. The fact that the information remains in an easily readable state is not sufficient in terms of the confidentiality of the information.
さらには、蛍光インクや蛍光体で情報を記録している場合、基材の表面に、それら蛍光インクや蛍光体を塗布することになる。基材の表面への塗布では、表面の削れや傷により情報が読み取れなくなる恐れがある。 Furthermore, when information is recorded with fluorescent ink or phosphor, the fluorescent ink or phosphor is applied to the surface of the base material. When applied to the surface of a base material, information may not be readable due to surface scraping or scratches.
本開示は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、秘匿性が高く、かつ、情報が毀損して読み取れない恐れも少ない情報記録方法、情報読み出し方法、および、それらの方法に用いるアルミナ蛍光体を提供することにある。 The present disclosure has been made based on this circumstance, and its purpose is an information recording method, an information reading method, and an information reading method, which are highly confidential and have a low risk of information being damaged and unreadable. It is an object of the present invention to provide an alumina phosphor used in these methods.
上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、開示した技術的範囲を限定するものではない。 The above object is achieved by a combination of the features described in the independent claims, and the sub-claims provide further advantageous specific examples. The reference numerals in parentheses described in the claims indicate, as one embodiment, the correspondence with the specific means described in the embodiments described later, and do not limit the disclosed technical scope.
上記目的を達成するための情報記録方法は、不純物として亜鉛を含んでいることにより、３３０ｎｍの波長を含む蛍光を発光可能なアルミナであるアルミナ蛍光体に対して、２９０ｎｍまたはそれよりも短い波長の光である励起光を照射したときの蛍光の発光強度を低下させることができる強度のレーザ光を、記録すべき情報形状に基づいて定まる照射範囲に照射することで、アルミナ蛍光体を、励起光が照射された場合に、情報形状が表現された蛍光を発光する情報記録状態とする記録ステップ（Ｓ１）と、記録ステップの前または後に、アルミナ蛍光体に、２３０ｎｍより長く６３０ｎｍより短い波長の蛍光減少光を照射して、励起光を照射したときの蛍光の発光強度を低下させる発光強度低下ステップ（Ｓ２）と、を備える。
Information recording method for achieving the above object, by containing zinc as impurities, with respect to the alumina phosphor is capable of emitting alumina fluorescence having a wavelength of 330 nm, 290 nm or shorter wavelength than that Alumina phosphor is excited by irradiating an irradiation range determined based on the information shape to be recorded with a laser beam of an intensity that can reduce the emission intensity of fluorescence when irradiated with excitation light. Before or after the recording step (S1) in which the information recording state is such that the fluorescence in which the information shape is expressed is emitted when the light is irradiated, and before or after the recording step, the alumina phosphor has a wavelength longer than 230 nm and shorter than 630 nm. The step (S2) for reducing the emission intensity of fluorescence when the fluorescence decreasing light is irradiated to reduce the emission intensity of fluorescence when irradiated with excitation light is provided.
この情報記録方法により情報記録状態としたアルミナ蛍光体は、励起光が照射された場合に、情報形状が表現された蛍光を発光する。この蛍光は３３０ｎｍの波長を中心とする光すなわち紫外光である。また、励起光も紫外光である。 The alumina phosphor in the information recording state by this information recording method emits fluorescence expressing the information shape when irradiated with excitation light. This fluorescence is light centered on a wavelength of 330 nm, that is, ultraviolet light. The excitation light is also ultraviolet light.
よって、情報読出者が、この情報記録方法により情報記録状態となっているアルミナ蛍光体に対して励起光を照射して情報を読み出している状況を第三者が見ても、情報を読み出している作業をしているかどうかさえも分からない。したがって、情報の秘匿性が向上する。 Therefore, even if a third party sees a situation in which the information reader irradiates the alumina phosphor in the information recording state with excitation light to read the information by this information recording method, the information is read out. I don't even know if I'm doing the work I'm doing. Therefore, the confidentiality of information is improved.
また、情報が記録される媒体が、硬い物質であるアルミナであり、かつ、そのアルミナにレーザ加工により情報が記録されているので、傷や汚れにより、読み取れない状態まで情報が毀損してしまう恐れも少ない。 In addition, since the medium on which the information is recorded is alumina, which is a hard substance, and the information is recorded on the alumina by laser processing, there is a risk that the information will be damaged to an unreadable state due to scratches or dirt. There are few.
発光強度低下ステップを実行した後のアルミナ蛍光体からは、励起光を短時間、照射するだけでは情報を読み出すことができない。情報を読み出したい場合には、２３０ｎｍまたはそれよりも短い波長の光である回復光を照射する必要がある。 Information cannot be read from the alumina phosphor after the emission intensity reduction step is performed only by irradiating the excitation light for a short time. When it is desired to read the information, it is necessary to irradiate the recovery light which is the light having a wavelength of 230 nm or shorter.
回復光は励起光でもあるが、情報を読み出し可能な状態に回復させるための回復光の照射時間は、回復光による回復後に、その光を励起光として用いて蛍光を発光させる時間よりもずっと長い時間である。以下、情報を読み出すためには回復光を照射する必要がある状態を、一時消去状態とする。 The recovery light is also an excitation light, but the irradiation time of the recovery light for recovering the information to a readable state is much longer than the time for emitting fluorescence using the light as the excitation light after the recovery by the recovery light. It's time. Hereinafter, the state in which it is necessary to irradiate the recovery light in order to read the information is referred to as a temporary erase state.
一時消去状態にしておけば、第三者がアルミナ蛍光体から情報を読み出すことが、より困難になる。したがって、情報の秘匿性がさらに向上する。一方、回復光を照射した後に励起光を照射すればよいことを知っている正規の利用者は、一時消去状態のアルミナ蛍光体から、容易に情報を読み出すことができる。
好ましくは、情報記録方法では、レーザ光としてフェムト秒レーザ光を照射する。フェムト秒レーザ光は高いエネルギーを持つので、フェムト秒レーザ光を照射することで、励起光を照射したときの蛍光の発光強度を、容易に低下させることができる。
If the information is temporarily erased, it becomes more difficult for a third party to read the information from the alumina phosphor. Therefore, the confidentiality of information is further improved. On the other hand, a legitimate user who knows that the excitation light should be irradiated after irradiating the recovery light can easily read the information from the alumina phosphor in the temporarily erased state.
Preferably, in the information recording method, a femtosecond laser beam is irradiated as the laser beam. Since the femtosecond laser beam has high energy, the emission intensity of fluorescence when irradiated with the excitation light can be easily reduced by irradiating the femtosecond laser beam.
上記目的を達成するための第１の情報読み出し方法は、不純物として亜鉛を含んでいることにより３３０ｎｍの波長を含む蛍光を発光するアルミナであるアルミナ蛍光体であって、２３０ｎｍより長く６３０ｎｍより短い波長の光である蛍光減少光を蛍光が実質的に発光しなくなるまで照射した後で、２３０ｎｍの波長またはそれよりも短い波長の光である励起光が照射された場合に、情報形状が表現された蛍光を発光する情報記録状態となっているアルミナ蛍光体に対して、励起光を照射し、アルミナ蛍光体から発光される３３０ｎｍの波長を含む紫外光を観測する読み出しステップ（Ｓ１１）を備える。
The first method for reading out information for achieving the above object is an alumina phosphor, which is an alumina that emits fluorescence containing a wavelength of 330 nm by containing zinc as an impurity, and has a wavelength longer than 230 nm and shorter than 630 nm. of the fluorescence decrease light is light after the fluorescence was irradiated until substantially no emission, 2 3 when the excitation light is a wavelength or light of shorter wavelength than that of 0nm is irradiated, information shape representation A readout step (S11) is provided in which an alumina phosphor in an information recording state that emits the fluorescent fluorescence is irradiated with excitation light, and ultraviolet light including a wavelength of 330 nm emitted from the alumina phosphor is observed. ..
情報記録状態となっているアルミナ蛍光体に励起光を照射すると、情報形状が表現された蛍光を発光する。この蛍光は、３３０ｎｍの波長を含む紫外光である。そこで、アルミナ蛍光体から発光される３３０ｎｍの波長を含む紫外光を観測する。これにより、情報記録状態となっているアルミナ蛍光体から情報を読み出すことができる。 When the alumina phosphor in the information recording state is irradiated with excitation light, the fluorescence expressing the information shape is emitted. This fluorescence is ultraviolet light containing a wavelength of 330 nm. Therefore, ultraviolet light including a wavelength of 330 nm emitted from the alumina phosphor is observed. As a result, information can be read from the alumina phosphor in the information recording state.
このようにして情報を読み出す場合、情報読出者は、紫外光を照射して紫外光を観測しているので、情報を読み出している状況を第三者が見ても、情報を読み出している作業をしているかどうかさえも分からない。よって、秘匿性の高い情報読み出し方法が実現される。 When reading information in this way, the information reader irradiates ultraviolet light and observes the ultraviolet light, so even if a third party sees the situation of reading the information, the work of reading the information. I don't even know if I'm doing it. Therefore, a highly confidential information reading method is realized.
また、このアルミナ蛍光体は、すでに説明した通り、レーザ加工により、情報が記録されている。アルミナ蛍光体は硬い物質であり、その硬い物質にレーザ加工により情報が記録されているので、情報が毀損して読み取れない恐れも少ない。 Further, as described above, information on this alumina phosphor is recorded by laser processing. Alumina phosphor is a hard substance, and since information is recorded on the hard substance by laser processing, there is little risk that the information will be damaged and cannot be read.
上記目的を達成するための第２の情報読み出し方法は、不純物として亜鉛を含んでいることにより３３０ｎｍの波長を含む蛍光を発光するアルミナであるアルミナ蛍光体であって、２３０ｎｍ〜２９０ｎｍの波長の光である励起蛍光減少光が照射された場合に情報形状が表現された蛍光を発光する情報記録状態となっているアルミナ蛍光体に対して、励起蛍光減少光をアルミナ蛍光体に照射することで、アルミナ蛍光体から情報形状が表現された蛍光を発光させた状態でアルミナ蛍光体から発光される３３０ｎｍの波長を含む紫外光を観測しつつ、情報形状が表現された蛍光の発光強度を減少させる読み出しステップを備える。
Second information read and the method used for achieving the above object, a alumina phosphor is alumina which emits fluorescence having a wavelength of 330nm by containing zinc as impurities, the wavelength of 230nm~290nm By irradiating the alumina phosphor with the excitation fluorescence reduction light to the alumina phosphor in the information recording state that emits the fluorescence expressing the information shape when the excitation fluorescence reduction light which is the light is irradiated. , While observing ultraviolet light including a wavelength of 330 nm emitted from the alumina phosphor while emitting fluorescence whose information shape is expressed from the alumina phosphor, reduce the emission intensity of the fluorescence whose information shape is expressed. It has a read step .
励起蛍光減少光を照射すると、蛍光を発光しつつも、その発光強度が減少する。よって、一時消去状態になるまでに情報を読み出すことができる回数を制限することができる。これにより、情報の秘匿性が向上する。 When irradiated with excitation fluorescence reduction light, the emission intensity is reduced while emitting fluorescence. Therefore, it is possible to limit the number of times the information can be read before the temporary erasure state is reached. This improves the confidentiality of the information.
好ましくは、上記情報読み出し方法は、読み出しステップを実行後、２９０ｎｍよりも長い波長であり、かつ、６３０ｎｍよりも短い波長の光である非励起蛍光減少光をアルミナ蛍光体に照射することで、情報形状が表現された蛍光を発光させることなく、アルミナ蛍光体を励起状態にする励起光が照射された場合の情報形状が表現された蛍光の発光強度を減少させる一時消去ステップ（Ｓ１２）を備える。
Preferably, the information read-out way method, after executing the reading step, a wavelength longer than 290 nm, and the non-excitation fluorescence decrease light is light having a wavelength shorter than 630nm by irradiating alumina phosphor, It is provided with a temporary elimination step (S12) for reducing the emission intensity of the fluorescence expressing the information shape when irradiated with excitation light that excites the alumina phosphor without emitting the fluorescence expressing the information shape. ..
この一時消去ステップを実行すると、アルミナ蛍光体は、前述した一時消去状態になる。これによって、さらに、情報の秘匿性が向上する。また、一時消去状態にするには、非励起蛍光減少光をアルミナ蛍光体に照射すればよいので、容易にアルミナ蛍光体を一時消去状態にすることができる。 When this temporary erasure step is executed, the alumina phosphor is put into the temporary erasure state described above. This further improves the confidentiality of the information. Further, in order to temporarily erase the alumina phosphor, it is sufficient to irradiate the alumina phosphor with non-excited fluorescence reducing light, so that the alumina phosphor can be easily temporarily erased.
上記目的を達成するためのアルミナ蛍光体は、不純物として亜鉛を含んでいることにより３３０ｎｍの波長を含む蛍光を発光するアルミナであるアルミナ蛍光体であって、２３０ｎｍよりも長く６３０ｎｍよりも短い波長の光である蛍光減少光を蛍光が実質的に発光しなくなるまで照射した後で、２３０ｎｍの波長またはそれよりも短い波長の光である回復光を照射したときに、相対的に蛍光の発光強度が相違する部分が生じることで、情報形状が表現されるアルミナ蛍光体である。
このアルミナ蛍光体は、上述した情報記録方法および情報読み出し方法で用いる。
Alumina phosphor to achieve the above object, a alumina phosphor is alumina which emits fluorescence having a wavelength of 330nm by containing zinc as impurities, shorter wavelength than longer 630nm than 230nm After irradiating the fluorescence-decreasing light, which is the light of This is an alumina phosphor whose information shape is expressed by the occurrence of different parts.
This alumina phosphor is used in the above-mentioned information recording method and information reading method.
［１．アルミナ蛍光体の特性］
［１．１ 蛍光特性］
アルミナに不純物として亜鉛（以下、Ｚｎ）を加えると、２１５ｎｍ、２３０ｎｍ、２６０ｎｍに吸収スペクトルを持ち、波長３３０ｎｍと４２０ｎｍの蛍光を発光する。蛍光を確認する実験では、アルミナ結晶にＺｎを加えている。アルミナ結晶はサファイアと呼ばれることが多い。そこで、以下では、不純物としてＺｎを含んでいることにより３３０ｎｍの波長を含む蛍光を発光するアルミナ結晶を、サファイア蛍光体とする。
[1. Characteristics of alumina phosphor]
[1.1 Fluorescence characteristics]
When zinc (hereinafter referred to as Zn) is added to alumina as an impurity, it has an absorption spectrum at 215 nm, 230 nm and 260 nm, and emits fluorescence at wavelengths of 330 nm and 420 nm. In the experiment to confirm the fluorescence, Zn was added to the alumina crystal. Alumina crystals are often called sapphire. Therefore, in the following, an alumina crystal that emits fluorescence containing a wavelength of 330 nm by containing Zn as an impurity is referred to as a sapphire phosphor.
２つの発光波長のうち、３３０ｎｍの発光は、２１５ｎｍ、２３０ｎｍ、２６０ｎｍの励起光で観測できた。一方、４２０ｎｍの発光は、２６０ｎｍの励起光では非常に弱い、あるいは、発光しなかった。表１に、サファイア蛍光体の光吸収波長と、発光波長別のエネルギー比率を示す。
図２に、照射波長と発光波長の関係を示す。図２は蛍光スペクトル測定により得た結果を示している。図２に示すように、発光波長のピークが３３０ｎｍとなっている山は、照射波長の長波長側の端が約２９０ｎｍになっている。このことより、３３０ｎｍの波長を含む蛍光を発光させるための照射波長の長波長側の境界は２９０ｎｍであると推定する。 FIG. 2 shows the relationship between the irradiation wavelength and the emission wavelength. FIG. 2 shows the results obtained by fluorescence spectrum measurement. As shown in FIG. 2, the peak of the emission wavelength is 330 nm, and the end of the irradiation wavelength on the long wavelength side is about 290 nm. From this, it is estimated that the boundary on the long wavelength side of the irradiation wavelength for emitting fluorescence including the wavelength of 330 nm is 290 nm.
一方、発光波長のピークが３３０ｎｍとなっている山の、照射波長の短波長側の端は図２において切れている下方にまで続いている。このことより、３３０ｎｍの波長を含む蛍光を発光させるための照射波長の短波長側の境界は特にないと推定する。 On the other hand, the end of the mountain where the peak of the emission wavelength is 330 nm on the short wavelength side of the irradiation wavelength continues to the lower side where it is cut off in FIG. From this, it is presumed that there is no particular boundary on the short wavelength side of the irradiation wavelength for emitting fluorescence including a wavelength of 330 nm.
ただし、発光強度を考慮すると、３３０ｎｍの波長を含む蛍光を発光させるための照射波長は２００ｎｍ〜２９０ｎｍの範囲が好ましく、２２０ｎｍ〜２９０ｎｍの範囲がさらに好ましい。なお、３３０ｎｍの波長を含む蛍光を発光させるために最も好ましい波長は２６０ｎｍである。 However, in consideration of the emission intensity, the irradiation wavelength for emitting fluorescence including the wavelength of 330 nm is preferably in the range of 200 nm to 290 nm, and more preferably in the range of 220 nm to 290 nm. The most preferable wavelength for emitting fluorescence including a wavelength of 330 nm is 260 nm.
［１．２ 発光強度の減少と回復］
３３０ｎｍの発光は、太陽光、蛍光灯、白熱ランプなどの光を照射すると、励起光を照射したときの発光強度が減少することが分かった。ただし、３３０ｎｍの発光強度は、２１５ｎｍ、２３０ｎｍの波長の光を照射すると、回復することも分かった。一方、残りの励起波長である２６０ｎｍでは、３３０ｎｍの発光強度は、ほとんど回復しないことも分かった。
[1.2 Reduction and recovery of emission intensity]
It was found that the light emission at 330 nm decreases the emission intensity when irradiated with excitation light when irradiated with light such as sunlight, a fluorescent lamp, or an incandescent lamp. However, it was also found that the emission intensity at 330 nm was restored by irradiating with light having wavelengths of 215 nm and 230 nm. On the other hand, it was also found that at the remaining excitation wavelength of 260 nm, the emission intensity at 330 nm hardly recovered.
表２に、励起波長と信号回復率の関係を示す。表２に示すデータは、晴天下で２時間の屋外暴露を行い、表２に示す照射波長、照射時間で照射を行った後、２３０ｎｍの励起光を照射したときの３３０ｎｍの発光強度を調べた表である。なお、２１５ｎｍの波長は回復が早いため照射時間を５分としている。 Table 2 shows the relationship between the excitation wavelength and the signal recovery rate. The data shown in Table 2 examined the emission intensity at 330 nm when exposed to outdoor exposure for 2 hours in fine weather, irradiated with the irradiation wavelength and irradiation time shown in Table 2, and then irradiated with excitation light of 230 nm. It is a table. Since the wavelength of 215 nm recovers quickly, the irradiation time is set to 5 minutes.
生データの回復比は、それぞれ、屋外暴露前に、２３０ｎｍの波長を照射して測定した発光強度に対する、表２に示す各照射波長の光を表２に示す照射時間だけ照射した後に２３０ｎｍの波長を照射して測定した発光強度の比率である。一方、照射時間補正後の各数値は、２１５ｎｍの波長の生データに対して４を乗じた値である。２１５ｎｍの波長の照射時間を他の波長と同じにする場合、照射時間を４倍にすることになるからである。 The recovery ratio of the raw data is the wavelength of 230 nm after irradiating the light of each irradiation wavelength shown in Table 2 for the irradiation time shown in Table 2 with respect to the emission intensity measured by irradiating the wavelength of 230 nm before outdoor exposure. It is the ratio of the emission intensity measured by irradiating with. On the other hand, each numerical value after the irradiation time correction is a value obtained by multiplying the raw data of the wavelength of 215 nm by 4. This is because when the irradiation time of the wavelength of 215 nm is the same as that of other wavelengths, the irradiation time is quadrupled.
２６０ｎｍの波長を照射した場合の回復比は表２の左から２列目に示されるように１．２である。つまり、２６０ｎｍの波長を照射しても、３３０ｎｍの発光強度はほとんど回復しない。 The recovery ratio when irradiated with a wavelength of 260 nm is 1.2 as shown in the second column from the left in Table 2. That is, even if the wavelength of 260 nm is irradiated, the emission intensity of 330 nm is hardly recovered.
［１．３ 発光強度を減少させる波長］
太陽光照射により、３３０ｎｍの発光強度が減少することを述べた。次に、具体的にどの波長が発光強度の減少に影響しているかを調べた実験結果を示す。表３は、２１５ｎｍの光を２分間照射後、２００ｎｍ〜７００ｎｍの光を１０分間照射し、その後、２６０ｎｍの励起光を照射して、３３０ｎｍの蛍光を観察した結果を示している。また、図３は、表３をグラフ化したものである。
[1.3 Wavelength that reduces emission intensity]
It was stated that sunlight irradiation reduces the emission intensity at 330 nm. Next, the experimental results for investigating which wavelength has an influence on the decrease in emission intensity are shown. Table 3 shows the results of observing the fluorescence at 330 nm by irradiating with light of 215 nm for 2 minutes, irradiating with light of 200 nm to 700 nm for 10 minutes, and then irradiating with excitation light of 260 nm. Further, FIG. 3 is a graph of Table 3.
図３のグラフにおいて左端の発光強度が、発光強度減少前の発光強度であるとすると、少なくとも２３０ｎｍ〜６３０ｎｍまでの波長域は、発光強度を減少させる波長域であると言える。蛍光の発光強度を減少させる光を、以下、蛍光減少光とする。２３０ｎｍ〜６３０ｎｍの波長域の光が蛍光減少光である。 Assuming that the emission intensity at the left end in the graph of FIG. 3 is the emission intensity before the emission intensity is reduced, it can be said that the wavelength range from at least 230 nm to 630 nm is the wavelength range for reducing the emission intensity. The light that reduces the emission intensity of fluorescence is hereinafter referred to as fluorescence-reduced light. Light in the wavelength range of 230 nm to 630 nm is fluorescence-reduced light.
一方、すでに説明したように、２９０ｎｍよりも短波長であれば、サファイア蛍光体を励起状態にして３３０ｎｍの波長を含む蛍光を発光させることができる。よって、２３０ｎｍ〜６３０ｎｍの波長域の中で、２３０ｎｍ〜２９０ｎｍの波長域は、サファイア蛍光体を励起状態にすることができる。２３０ｎｍ〜２９０ｎｍまでの光を、蛍光減少光の中でも励起蛍光減少光とする。 On the other hand, as described above, if the wavelength is shorter than 290 nm, the sapphire phosphor can be excited to emit fluorescence having a wavelength of 330 nm. Therefore, in the wavelength range of 230 nm to 630 nm, the wavelength range of 230 nm to 290 nm can excite the sapphire phosphor. Light from 230 nm to 290 nm is referred to as excitation fluorescence reduction light among the fluorescence reduction light.
２９０ｎｍよりも長い波長であって６３０ｎｍよりも短い波長の光は、サファイア蛍光体を励起状態にしない。この波長範囲の光を、蛍光減少光の中でも非励起蛍光減少光とする。 Light with wavelengths longer than 290 nm and shorter than 630 nm does not excite the sapphire phosphor. Light in this wavelength range is referred to as non-excited fluorescence-reduced light among fluorescence-reduced lights.
［１．４ 発光可能状態の持続期間］
表２に示したように、２１５ｎｍや２３０ｎｍの光を照射すると、発光強度が回復する。励起光を照射すると、観測可能な発光強度の３３０ｎｍの蛍光を発光可能な状態を、以下、発光可能状態とする。発光可能状態の持続期間は、暗所で保存した場合、５５日以上あることが分かった。
[1.4 Duration of light emission state]
As shown in Table 2, the emission intensity is restored by irradiating with light of 215 nm or 230 nm. When irradiated with excitation light, a state in which fluorescence having an observable emission intensity of 330 nm can be emitted is hereinafter referred to as a state in which light can be emitted. It was found that the duration of the luminescent state was 55 days or more when stored in a dark place.
［１．５ 蛍光に寄与する不純物］
次に、サファイア結晶に加える不純物の検討結果を説明する。不純物が加えられていないサファイア結晶は、２６０ｎｍに吸収スペクトルはなく、また、３３０ｎｍの蛍光を発光しない。不純物を加えることにより、３３０ｎｍの蛍光を発光することになる。
[1.5 Impurities that contribute to fluorescence]
Next, the results of examining impurities added to the sapphire crystal will be described. The sapphire crystal without impurities has no absorption spectrum at 260 nm and does not emit fluorescence at 330 nm. By adding impurities, it will emit fluorescence at 330 nm.
表４に、複数の不純物を加えたサンプルと発光強度との関係を示す。また、図４に、表４に示すＺｎの濃度と発光強度とを示す。 Table 4 shows the relationship between the sample to which a plurality of impurities are added and the emission intensity. Further, FIG. 4 shows the concentration of Zn and the emission intensity shown in Table 4.
図４に示すように、試料４はＺｎの濃度が高く、試料３はＺｎの濃度が低い。そして、試料４は発光強度が最も強く、試料３は発光強度がほとんどない。また、試料１、２は、Ｚｎの濃度が試料３と試料４の間であり、発光強度も試料３と試料４の間である。このことから、３３０ｎｍの波長の発光には、Ｚｎが寄与していると推定できる。
As shown in FIG. 4, the sample 4 has a high concentration of Zn, and the
他の不純物、すなわち、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉには、Ｚｎのような発光強度との相関は見られなかった。このことから、３３０ｎｍの蛍光の発光に最も寄与している不純物はＺｎであると推定できる。 No correlation with the emission intensity of Zn was found in other impurities, that is, Mg, Cr, Cu, and Ni. From this, it can be estimated that the impurity that contributes most to the emission of fluorescence at 330 nm is Zn.
なお、３３０ｎｍの発光強度が２３０ｎｍよりも短い波長を照射することで回復する機能が、Ｚｎドープのみで達成されるのか、あるいは、他の不純物も寄与しているかは不明である。 It is unclear whether the function of recovering the emission intensity at 330 nm by irradiating with a wavelength shorter than 230 nm is achieved only by Zn doping, or whether other impurities also contribute.
ただし、他の不純物としてＭｇが関与している可能性があると考察している。この考察の理由は次の通りである。Ｍｇの添加量が多い試料はいずれも、発光強度が高めになっている試料が多い（試料１、２、４）。また、Ｍｇは４２０ｎｍの蛍光に関連していることが知られており、４２０ｎｍの蛍光は、図１に示したように、２１５ｎｍの吸収スペクトルと関連している。したがって、Ｍｇを添加すると、２１５ｎｍの波長の光が励起されやすい。そして、表２を用いて説明したように、２１５ｎｍは、励起光照射による３３０ｎｍの発光強度を大きく回復させる波長だからである。
However, it is considered that Mg may be involved as another impurity. The reason for this consideration is as follows. Most of the samples with a large amount of Mg added have a high emission intensity (
［１．６ サファイア蛍光体の特性まとめ］
サファイア蛍光体の特性をまとめると、以下の特性を備えると言える。
・２９０ｎｍまたはそれよりも短い波長の光である励起光を照射すると、サファイア蛍光体の電子は励起状態に遷移する。
・遷移した電子が基底状態に遷移するときの蛍光の波長は３３０ｎｍと４２０ｎｍである。
・３３０ｎｍの蛍光は、２３０ｎｍ以上の波長の光である蛍光減少光の照射により、発光強度が減少する。
・蛍光減少光の波長範囲のうち励起光の波長範囲と重複する波長範囲の光は、励起するが蛍光の発光強度が減少する励起蛍光減少光である。
・蛍光減少光の波長範囲のうち、励起光の波長範囲と重複しない波長範囲の光は、蛍光が発光せずに、その後に励起光が照射された場合の蛍光の発光強度が低下する非励起蛍光減少光である。
・３３０ｎｍの蛍光は、２３０ｎｍまたはそれより短い波長の光を照射することで、その後の励起光の照射時の発光強度が回復する。２３０ｎｍまたはそれより短い波長の光を回復光とする。
・一度、発光強度が回復すると、２３０ｎｍ以上の波長の光が照射されない環境に保存しておけば、励起光の照射時の発光強度が長期間維持される。
[Summary of characteristics of 1.6 sapphire phosphor]
Summarizing the characteristics of the sapphire phosphor, it can be said that it has the following characteristics.
-When irradiated with excitation light, which is light having a wavelength of 290 nm or shorter, the electrons of the sapphire phosphor transition to the excited state.
-The wavelengths of fluorescence when the transitioned electron transitions to the ground state are 330 nm and 420 nm.
-For fluorescence at 330 nm, the emission intensity is reduced by irradiation with fluorescence-reduced light, which is light having a wavelength of 230 nm or more.
-The light in the wavelength range that overlaps with the wavelength range of the excitation light in the wavelength range of the fluorescence reduction light is the excitation fluorescence reduction light that is excited but the emission intensity of the fluorescence is reduced.
-Of the wavelength range of the fluorescence reduction light, the light in the wavelength range that does not overlap with the wavelength range of the excitation light does not emit fluorescence, and the emission intensity of the fluorescence decreases when the excitation light is subsequently irradiated. Fluorescence reduction light.
-For fluorescence at 330 nm, the emission intensity at the time of subsequent irradiation of excitation light is restored by irradiating light having a wavelength of 230 nm or shorter. Light having a wavelength of 230 nm or shorter is defined as recovery light.
-Once the emission intensity is restored, if it is stored in an environment where light having a wavelength of 230 nm or more is not irradiated, the emission intensity at the time of irradiation with excitation light is maintained for a long period of time.
［２．レーザ加工による変化］
上記サファイア蛍光体に対してレーザ加工を行うと、レーザ加工した部分は、励起光を照射したときの発光強度が低下する。このことを次に説明する。
[2. Changes due to laser processing]
When the sapphire phosphor is laser-processed, the emission intensity of the laser-processed portion when irradiated with excitation light is lowered. This will be described next.
図５に、レーザ加工したサファイア蛍光体と、レーザ加工していないサファイア蛍光体に対して、励起光を照射した後の蛍光の発光強度を測定した結果を示す。レーザ加工にはフェムト秒レーザを用いた。 FIG. 5 shows the results of measuring the emission intensity of fluorescence after irradiating the laser-processed sapphire phosphor and the non-laser-processed sapphire phosphor with excitation light. A femtosecond laser was used for laser processing.
試料には、表４に示した試料１を用いた。レーザ加工条件は、レーザ出力が１Ｗ、レーザ波長が８００ｎｍ、パルス幅が５０ｆｓ、走査速度が０．５ｍｍ／ｓ、走査間隔は０．５μｍである。発光強度は、２６０ｎｍの波長の光を照射したときの蛍光の発光強度である。
As the sample, the
図５に示されるように、レーザ加工を行うと、レーザ加工をしていないサファイア蛍光体であれば３３０ｎｍに強い発光を示す光を照射しても、ほとんど発光しない。この理由は、レーザ加工により組織が破壊され、レーザ加工部分はサファイア蛍光体でなくなっているからだと推定できる。 As shown in FIG. 5, when laser processing is performed, a sapphire phosphor that has not been laser processed hardly emits light even if it is irradiated with light that emits strong light at 330 nm. It can be presumed that the reason for this is that the structure is destroyed by the laser processing and the laser processed part is no longer a sapphire phosphor.
また、レーザ加工した部分は、回復光を照射しても、その後に励起光を照射したときの３３０ｎｍの発光強度は、レーザ加工をしていない場合ほどには回復しない。次に、このことを示す。 Further, even if the laser-processed portion is irradiated with the recovery light, the emission intensity at 330 nm when the excitation light is subsequently irradiated is not recovered as much as when the laser-processed portion is not laser-processed. Next, this is shown.
図６に、図５と同じ試料に対して、太陽光を２時間照射し、２１５ｎｍの波長の光を照射した後に、２６０ｎｍの波長の光を照射したときの３３０ｎｍの波長の発光強度を示している。 FIG. 6 shows the emission intensity at a wavelength of 330 nm when the same sample as in FIG. 5 is irradiated with sunlight for 2 hours, light with a wavelength of 215 nm, and then light with a wavelength of 260 nm. There is.
図６から、太陽光照射をした後、回復光を照射しても、レーザ加工した部分とレーザ加工していない部分とでは、３３０ｎｍの波長の発光強度に差があることが分かる。 From FIG. 6, it can be seen that even if the recovery light is irradiated after the sunlight irradiation, there is a difference in the emission intensity at the wavelength of 330 nm between the laser-processed portion and the non-laser-processed portion.
図５に示した結果から、レーザ加工を、情報形状に基づいて定まる範囲に対して行うことで、励起光を照射したときの３３０ｎｍの発光により情報形状を表現できることが分かる。 From the results shown in FIG. 5, it can be seen that the information shape can be expressed by the light emission of 330 nm when the excitation light is irradiated by performing the laser processing on the range determined based on the information shape.
また、レーザ加工により情報を記録する方法の場合、太陽光が照射されて、レーザ加工されていない部分も蛍光の発光強度が低なっても、図６に示すように、励起光を照射することで、再び、レーザ加工された部分とレーザ加工されていない部分の蛍光の発光強度に違いが生じる。したがって、太陽光に晒されてしまった後でも、情報を読み出すことができる。 Further, in the case of the method of recording information by laser processing, even if the portion not laser-processed is irradiated with sunlight and the emission intensity of fluorescence is low, the excitation light is irradiated as shown in FIG. Then, again, there is a difference in the fluorescence emission intensity between the laser-processed portion and the non-laser-processed portion. Therefore, the information can be read even after being exposed to sunlight.
［３．情報記録方法および情報読み出し方法］
次に、上述した特性を備えたサファイア結晶体を用いる情報記録方法および情報読み出し方法を説明する。図７に情報記録方法の手順を示し、図８に情報読み出し方法の手順を示す。
[3. Information recording method and information reading method]
Next, an information recording method and an information reading method using a sapphire crystal having the above-mentioned characteristics will be described. FIG. 7 shows the procedure of the information recording method, and FIG. 8 shows the procedure of the information reading method.
［３．１ 情報記録方法］
まず、図７に示す情報記録方法から説明する。ステップ（以下、ステップを省略）Ｓ１は記録ステップであり、サファイア蛍光体に対して情報書き込みを行う。具体的には、フェムト秒レーザを使って、情報形状に基づいて定まる照射範囲にフェムト秒レーザ光を照射する。情報形状に基づいて定まる照射範囲は、その情報が文字であれば、たとえば、文字の範囲である。また、反対に、文字の周囲を照射範囲とすることもできる。発光強度の相対的な差により情報形状は認識できるので、照射範囲は、文字など情報形状の範囲でもよいし、その情報形状の周囲でもよい。
[3.1 Information recording method]
First, the information recording method shown in FIG. 7 will be described. Step (hereinafter, the step is omitted) S1 is a recording step, and information is written to the sapphire phosphor. Specifically, a femtosecond laser is used to irradiate an irradiation range determined based on the information shape with a femtosecond laser beam. The irradiation range determined based on the information shape is, for example, a character range if the information is characters. On the contrary, the irradiation range can be set around the characters. Since the information shape can be recognized by the relative difference in emission intensity, the irradiation range may be the range of the information shape such as characters or the periphery of the information shape.
レーザ光による加工条件は、励起光を照射したときに、レーザ光を照射した範囲と、レーザ光を照射していない範囲とで、３３０ｎｍの波長の光の発光強度に差が生じる条件であればよい。レーザ加工条件は、予め実験して決定しておく。たとえば、レーザ光の強度は、０．１Ｗ〜１．０Ｗの範囲とする。 The processing conditions using the laser beam are as long as there is a difference in the emission intensity of the light having a wavelength of 330 nm between the range irradiated with the laser beam and the range not irradiated with the laser beam when the excitation light is irradiated. good. Laser processing conditions are determined by experiment in advance. For example, the intensity of the laser beam is in the range of 0.1 W to 1.0 W.
Ｓ２は発光強度低下ステップである。Ｓ２では、アルミナ蛍光体に対して、情報形状が表現されている範囲を含むように蛍光減少光を照射して、回復光ではない励起光が照射されたときの３３０ｎｍの蛍光の発光強度を十分に低下させておく。すなわち、アルミナ蛍光体を一時消去状態にしておく。 S2 is a step of lowering the emission intensity. In S2, the alumina phosphor is irradiated with fluorescence reduction light so as to include the range in which the information shape is expressed, and the emission intensity of fluorescence at 330 nm when irradiated with excitation light other than recovery light is sufficient. Reduce to. That is, the alumina phosphor is temporarily erased.
蛍光減少光は、励起蛍光減少光および非励起蛍光減少光のいずれでもよい。たとえば、励起蛍光減少光である２６０ｎｍの波長の光を照射する。また、２６０ｎｍの光に代えて、２９０ｎｍ〜３８０ｎｍの光を用いれば、図３を用いて説明したように、２６０ｎｍの光を同じ時間照射する場合に比較して、励起光を照射したときの発光強度を迅速に低くすることができる。照射時間は、予め決めておくことができる。また、励起蛍光減少光を照射する場合には、３３０ｎｍの蛍光の発光強度を観測して、十分にその発光強度が低下した時点で照射を終了してもよい。 The fluorescence reduction light may be either excitation fluorescence reduction light or non-excitation fluorescence reduction light. For example, it irradiates light having a wavelength of 260 nm, which is excitation fluorescence reduction light. Further, if light of 290 nm to 380 nm is used instead of light of 260 nm, as described with reference to FIG. 3, light emission when irradiated with excitation light is compared with the case of irradiating light of 260 nm for the same time. The strength can be reduced quickly. The irradiation time can be determined in advance. Further, when irradiating the excitation fluorescence reduced light, the irradiation may be terminated when the emission intensity of fluorescence at 330 nm is observed and the emission intensity is sufficiently lowered.
このＳ２を実行した後のアルミナ蛍光体は、２３０ｎｍまたはそれよりも短い波長の光である回復光が照射されなければ、３３０ｎｍの蛍光の発光強度は回復しない。通常の環境では、２３０ｎｍまたはそれよりも短い波長の光が、アルミナ蛍光体の蛍光発光強度を回復させるほどに強く照射されることは少ない。むしろ、２３０ｎｍ〜６３０ｎｍの波長の光である蛍光減少光に曝露される可能性の方が高い。 After executing this S2, the alumina phosphor does not recover the emission intensity of the fluorescence at 330 nm unless it is irradiated with the recovery light which is the light having a wavelength of 230 nm or shorter. In a normal environment, light having a wavelength of 230 nm or shorter is rarely irradiated so strongly as to restore the fluorescence emission intensity of the alumina phosphor. Rather, they are more likely to be exposed to reduced fluorescence light, which is light with a wavelength of 230 nm to 630 nm.
そのため、このＳ２を実行することで、２３０ｎｍよりも長い波長の励起光が照射されても、情報を読み取ることができない。また、２３０ｎｍまたはそれよりも短い波長の励起光でも、迅速には、情報を読み取ることができない状態である。一時消去状態になっているサファイア蛍光体を、３３０ｎｍの蛍光を発光する状態（すなわち、発光可能状態）に回復させるには、表２に示したような時間、回復光を照射する必要があるからである。 Therefore, by executing this S2, the information cannot be read even if the excitation light having a wavelength longer than 230 nm is irradiated. Further, even with excitation light having a wavelength of 230 nm or shorter, information cannot be read quickly. In order to restore the temporarily erased sapphire phosphor to a state in which it emits fluorescence at 330 nm (that is, a state in which it can emit light), it is necessary to irradiate the recovery light for the time shown in Table 2. Is.
発光可能状態になっているときに３３０ｎｍの蛍光を発光させるために励起光を照射する時間は数秒で十分であり、それに比較すると、サファイア蛍光体を一時消去状態から発光可能状態に回復させるために回復光を照射する時間は、有意に長い時間である。よって、Ｓ２を実行することで、アルミナ蛍光体から情報を容易に読み取ることが困難な状態にできる。 A few seconds is sufficient to irradiate the excitation light to emit 330 nm fluorescence when it is in the luminescent state, and in comparison, it is necessary to restore the sapphire phosphor from the erasable state to the luminescent state. The time to irradiate the recovery light is significantly longer. Therefore, by executing S2, it is possible to make it difficult to easily read the information from the alumina phosphor.
［３．２ 情報読み出し方法］
次に、図８に示す情報読み出し方法を説明する。情報読み出し方法を実行する者は、通常、情報記録方法を実行した者とは別の者であるが、情報記録方法を実行した者が情報読み出し方法を実行してもよい。
[3.2 Information reading method]
Next, the information reading method shown in FIG. 8 will be described. The person who executes the information reading method is usually different from the person who executed the information recording method, but the person who executes the information recording method may execute the information reading method.
Ｓ１１は読み出しステップである。読み出しステップでは、サファイア蛍光体に回復光を照射して、３３０ｎｍの発光を観測する。３３０ｎｍの光はＣＣＤカメラで観測することができる。回復光を照射することで、一時消去状態になっていたアルミナ蛍光体が発光可能状態になる。また、回復光は励起光としても機能する。したがって、回復光を照射することで、一時消去状態になっていたアルミナ蛍光体は、３３０ｎｍの蛍光を発光する。３３０ｎｍの蛍光は、周囲の部分との発光強度の差により情報形状を表す。そこで、Ｓ１１では、この情報形状を読取る。 S11 is a read step. In the readout step, the sapphire phosphor is irradiated with recovery light and emission at 330 nm is observed. Light at 330 nm can be observed with a CCD camera. By irradiating with the recovery light, the alumina phosphor, which has been temporarily erased, becomes capable of emitting light. The recovery light also functions as excitation light. Therefore, by irradiating with the recovery light, the alumina phosphor that has been temporarily erased emits fluorescence of 330 nm. The fluorescence at 330 nm represents the information shape by the difference in emission intensity from the surrounding portion. Therefore, in S11, this information shape is read.
Ｓ１２は一時消去ステップであり、非励起蛍光減少光を照射して、再び、アルミナ蛍光体を一時消去状態にする。アルミナ蛍光体を第三者に取得された場合を考慮して、情報を容易に読み取ることが困難な状態にしておくのである。なお、非励起蛍光減少光に代えて、励起蛍光減少光を照射してもよい。 S12 is a temporary erasing step, in which the alumina phosphor is temporarily erased again by irradiating with non-excited fluorescence reducing light. In consideration of the case where the alumina phosphor is acquired by a third party, the information is kept in a state where it is difficult to read easily. In addition, instead of the non-excitation fluorescence reduction light, the excitation fluorescence reduction light may be irradiated.
図９は、サファイア蛍光体に、文字「Ｄ」が観測できる状態を示している。この「Ｄ」は、レーザ加工部分１０であり、レーザ加工部分１０は情報形状を有している。その周囲が蛍光部分２０である。蛍光部分２０は、励起光が照射されたときの蛍光の発光強度がレーザ加工部分１０よりも相対的に強い。この発光強度の相対的な差により情報形状が観測できる。つまり、この発光強度の相対的な差により情報形状が表現されていることになる。
FIG. 9 shows a state in which the letter “D” can be observed on the sapphire phosphor. This "D" is a laser-processed
［情報記録方法および情報読み出し方法のまとめ］
図７に示した情報記録方法によりサファイア蛍光体に情報を記録しておき、その情報を図８に示した情報読み出し方法で読み出す場合、情報読出者は、情報記録状態となっているアルミナ蛍光体に、回復光を照射する。これにより、サファイア蛍光体は、情報形状が表現された蛍光を発光する。情報読出者は、その蛍光を観測して情報を読み出す。
[Summary of information recording method and information reading method]
When information is recorded in the sapphire phosphor by the information recording method shown in FIG. 7 and the information is read out by the information reading method shown in FIG. 8, the information reader is in the information recording state of the alumina phosphor. Is irradiated with recovery light. As a result, the sapphire phosphor emits fluorescence in which the information shape is expressed. The information reader observes the fluorescence and reads out the information.
この蛍光は、３３０ｎｍの波長を含む紫外光である。また、回復光も紫外光である。よって、情報を読み出している状況を第三者が見ても、情報を読み出している作業をしているかどうかさえも分からない。よって、秘匿性の高い情報読み出し方法が実現される。 This fluorescence is ultraviolet light containing a wavelength of 330 nm. The recovery light is also ultraviolet light. Therefore, even if a third party sees the situation of reading the information, it is not even known whether or not the work of reading the information is being performed. Therefore, a highly confidential information reading method is realized.
また、非励起蛍光減少光である、２９０ｎｍよりも長い波長であって６３０ｎｍよりも短い波長の光を照射すると、励起光を照射しただけでは、発光可能状態ほど容易に発光を観測することができない一時消去状態にすることができる。これにより、情報の秘匿性がより向上する。 Further, when light having a wavelength longer than 290 nm and a wavelength shorter than 630 nm, which is non-excited fluorescence-reducing light, is irradiated, the light emission cannot be observed as easily as in the luminescent state only by irradiating the excitation light. It can be temporarily erased. This further improves the confidentiality of the information.
また、サファイア蛍光体は、硬い物質であり、そのサファイア蛍光体にレーザ加工により情報が記録されているので、傷や汚れにより、読み取れない状態まで情報が毀損してしまう恐れも少ない。 Further, since the sapphire phosphor is a hard substance and information is recorded on the sapphire phosphor by laser processing, there is little possibility that the information will be damaged to an unreadable state due to scratches or dirt.
以上、実施形態を説明したが、開示した技術は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も開示した範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。 Although the embodiments have been described above, the disclosed technology is not limited to the above-described embodiments, and the following modifications are also included in the disclosed scope, and further, within a range other than the following that does not deviate from the gist. It can be implemented with various changes.
＜変形例１＞
図７ではＳ２を実行して、発光強度を低下させていた。しかし、Ｓ１を実行後、サファイア蛍光体が太陽光に晒される環境に置かれることがわかっている場合には、Ｓ２を実行しなくてもよい。太陽光には、蛍光減少光が含まれているからである。
<Modification example 1>
In FIG. 7, S2 was executed to reduce the emission intensity. However, if it is known that the sapphire phosphor is placed in an environment exposed to sunlight after executing S1, it is not necessary to execute S2. This is because sunlight contains reduced fluorescence light.
＜変形例２＞
また、Ｓ１を実行後、Ｓ２を実行せずに、Ｓ１を実行したアルミナ蛍光体を、情報を読み出すまで、暗所に保管しておいてもよい。暗所に保管しておくことにより、励起光を少照射したときの３３０ｎｍの蛍光の発光強度が経時的に低下してしまうことが抑制できる。
<
Further, after executing S1, the alumina phosphor obtained by executing S1 without executing S2 may be stored in a dark place until the information is read out. By storing it in a dark place, it is possible to suppress that the emission intensity of fluorescence at 330 nm when a small amount of excitation light is irradiated decreases with time.
したがって、励起光を照射したときの３３０ｎｍの蛍光の発光強度を回復させるために、アルミナ蛍光体に回復光を照射する時間を短くできる。あるいは、回復光の照射を不要にできる。 Therefore, in order to recover the emission intensity of the fluorescence of 330 nm when irradiated with the excitation light, the time for irradiating the alumina phosphor with the recovery light can be shortened. Alternatively, irradiation of recovery light can be eliminated.
回復光の照射が不要である場合には、回復光の機能を備えていない励起光、すなわち、励起蛍光減少光を照射することでも、アルミナ蛍光体から情報を読み出すことができる。励起蛍光減少光を用いれば、読み出しと同時に、蛍光の発光強度を低下させることができる。したがって、一時消去状態になるまでに情報を読み出すことができる回数を制限することができる。この点でも秘匿性が向上する。 When the irradiation of the recovery light is unnecessary, the information can be read out from the alumina phosphor by irradiating the excitation light that does not have the function of the recovery light, that is, the excitation fluorescence reduction light. If the excitation fluorescence reduction light is used, the emission intensity of the fluorescence can be reduced at the same time as the readout. Therefore, it is possible to limit the number of times the information can be read before the temporary erasure state is reached. Confidentiality is improved in this respect as well.
＜変形例３＞
前述の実施形態では、アルミナ蛍光体の例として、サファイア蛍光体を示した。つまり、アルミナは結晶であった。しかし、アモルファスのアルミナ蛍光体を用いてもよい。
<Modification example 3>
In the above-described embodiment, a sapphire phosphor is shown as an example of the alumina phosphor. That is, alumina was a crystal. However, an amorphous alumina phosphor may be used.
＜変形例４＞
情報形状の表現態様は、情報形状の全体をレーザ加工部分１０にする態様に限られない。図１０は、情報形状の輪郭部分を、レーザ加工部分１０としている。また、図１１は、情報形状の周囲をレーザ加工部分１０としている。
<Modification example 4>
The mode of expressing the information shape is not limited to the mode in which the entire information shape is made into the laser-machined
＜変形例５＞
図７に示した記録ステップ（Ｓ１）と発光強度低下ステップは、順番を入れ替えてもよい。
<Modification 5>
The order of the recording step (S1) and the emission intensity lowering step shown in FIG. 7 may be changed.
１０：レーザ加工部分、 ２０：蛍光部分、 Ｓ１：記録ステップ、 Ｓ２：発光強度低下ステップ、 Ｓ１１：読み出しステップ、 Ｓ１２：一時消去ステップ 10: Laser processed part, 20: Fluorescent part, S1: Recording step, S2: Emission intensity reduction step, S11: Reading step, S12: Temporary erasing step
Claims (6)
前記記録ステップの前または後に、前記アルミナ蛍光体に、２３０ｎｍより長く６３０ｎｍより短い波長の蛍光減少光を照射して、前記励起光を照射したときの前記蛍光の発光強度を低下させる発光強度低下ステップ（Ｓ２）と、を備える情報記録方法。 The fluorescence when an alumina phosphor, which is an alumina capable of emitting fluorescence containing a wavelength of 330 nm due to containing zinc as an impurity, is irradiated with excitation light having a wavelength of 290 nm or shorter. By irradiating an irradiation range determined based on the information shape to be recorded with a laser beam having an intensity capable of reducing the emission intensity of the alumina phosphor, the alumina phosphor is subjected to the information when the excitation light is irradiated. The recording step (S1) of setting the information recording state to emit fluorescence whose shape is expressed , and
Before or after the recording step, the alumina phosphor is irradiated with fluorescence-reducing light having a wavelength longer than 230 nm and shorter than 630 nm to reduce the emission intensity of the fluorescence when irradiated with the excitation light. (S2), and an information recording method comprising.
Alumina phosphor, which is an alumina that emits fluorescence containing a wavelength of 330 nm by containing zinc as an impurity, and the fluorescence is substantially reduced in fluorescence, which is light having a wavelength longer than 230 nm and shorter than 630 nm. When the recovery light, which is light having a wavelength of 230 nm or shorter, is irradiated after irradiating the light until it no longer emits light, a portion having a relatively different emission intensity of the fluorescence is generated, so that the information shape is formed. Is expressed as an alumina phosphor.
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