專利名稱：基于亞波長二元衍射光柵結(jié)構(gòu)的認(rèn)證與識別系統(tǒng)的制作方法
基于亞波長二元衍射光柵結(jié)構(gòu)的認(rèn)證與識別系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于身份認(rèn)證與識別技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于亞波長二元衍射光柵結(jié) 構(gòu)的認(rèn)證與識別系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
日常生活中，人們通常會隨身攜帶三四種“卡”(銀行卡，公交卡，會員卡等)，“卡” 已經(jīng)成為人們生活中不可或缺的一部分，卡在人們生活的方方面面起著代表人們身份的作 用。雖然卡的各種讀取、認(rèn)證技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)?shù)某墒?，但是各種卡或多或少缺乏穩(wěn)定性，給人 們的生活帶來不便。
一些卡的識別方法是通過讀卡器終端給卡片內(nèi)部金屬線圈供電，然后讀取內(nèi)部信 息的，例如申請?zhí)枮?00710172206. 2，名稱為“移動通信終端設(shè)備及對其用戶卡的識別 方法”的中國專利以及申請?zhí)枮?00910049920. 1，名稱為“采用硬件內(nèi)置識別碼的電子 卡的應(yīng)用及其識別方法”的中國專利，都采用這種識別方法。這種方法的缺陷在于，容易產(chǎn) 生金屬線圈熔斷現(xiàn)象，卡的使用壽命受到很大限制。還有一些卡的識別方法，是采用更為普 遍的磁條讀取方式的磁卡，例如申請?zhí)枮?00420061021. 6，名稱為“一種防偽磁卡”的 中國專利。磁卡的缺陷更加明顯，一方面磁卡容易磨損，使用壽命低；另一方面，磁卡的安全 性較差。
不同結(jié)構(gòu)的亞波長波導(dǎo)光柵在光的照射下會產(chǎn)生急劇變化的波長譜變化，在光 器件領(lǐng)域，亞波長波導(dǎo)光柵的制作及應(yīng)用已經(jīng)被廣泛研究與應(yīng)用，且大部分技術(shù)已經(jīng)相當(dāng) 成熟。亞波長光柵結(jié)構(gòu)的主要特點是，體積微小，可以嵌入到任何媒質(zhì)中；制作簡單，成本 低廉；穩(wěn)定性好；結(jié)構(gòu)多變，且在光照射下，有微小變化的結(jié)構(gòu)之間的光譜會存在明顯的差 異。針對亞波長光柵的這一特點，可以考慮制作一種基于亞波長二元衍射光柵結(jié)構(gòu)的認(rèn)證 與識別系統(tǒng)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種基于亞波長二元衍射光柵結(jié)構(gòu)的認(rèn)證與識別系統(tǒng)， 用于解決目前的身份認(rèn)證與識別系統(tǒng)中，認(rèn)證卡存在易損壞和安全性較差的問題。
技術(shù)方案是，一種基于亞波長二元衍射光柵結(jié)構(gòu)的認(rèn)證與識別系統(tǒng)，其特征是所 述系統(tǒng)包括光柵卡、讀卡器和數(shù)據(jù)中心，光柵卡插入讀卡器中，讀卡器與數(shù)據(jù)中心相連；
所述光柵卡鑲嵌二元衍射光柵；
所述讀卡器包括激光器、卡槽、光接收裝置和數(shù)據(jù)傳輸接口 ；激光器位于卡槽上 部，用于發(fā)出垂直于光柵卡的平行光；卡槽位于激光器下部，用于插入光柵卡；光接收裝置 位于卡槽下部，用于接收光柵卡衍射出的透射光；數(shù)據(jù)傳輸接口與光接收裝置相連，用于將 光接收裝置接收的透射光的光譜數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)中心；
所述數(shù)據(jù)中心用于將讀卡器發(fā)送的透射光的光譜數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)中心存儲的原始數(shù) 據(jù)進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果進(jìn)行身份認(rèn)證與識別。
所述讀卡器還包括耦合器，耦合器位于卡槽下部并位于光接收裝置上部，用于將 光柵卡衍射出的透射光轉(zhuǎn)成垂直于光接收裝置的透射光。
所述二元衍射光柵的材料為SI02，SIyNx或金屬。
所述光接收裝置采用光譜儀。
所述二元衍射光柵的周期在0. 5倍入射波長到1. 5倍入射波長之間。
所述激光器發(fā)出的平行光的波長譜范圍為400nm 2500nm。
所述二元衍射光柵的形狀為矩形、正弦震蕩形、三角形、梯形或者平行四邊形。
本發(fā)明利用衍射原理，通過光柵卡獲取透射光的光譜數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)中心對透 射光的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行識別，提高了卡的使用壽命，并且保證了卡中數(shù)據(jù)的安全性；同時，光 柵卡利用現(xiàn)有成熟的光柵制造工藝制作，具有成本低，制造簡便的特點。


圖1是光柵卡鑲嵌矩形二元衍射光柵的認(rèn)證與識別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖2是光柵卡鑲嵌矩形二元衍射光柵且讀卡器包括耦合器的認(rèn)證與識別系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)示意圖3是光柵卡鑲嵌平行四邊形二元衍射光柵的認(rèn)證與識別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖4是光柵卡鑲嵌梯形二元衍射光柵的認(rèn)證與識別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖5是光柵卡鑲嵌三角形二元衍射光柵的認(rèn)證與識別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖6是光柵卡鑲嵌正弦震蕩形二元衍射光柵的認(rèn)證與識別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖，對優(yōu)選實施例作詳細(xì)說明。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性 的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。
實施例1
圖1是光柵卡鑲嵌矩形二元衍射光柵的認(rèn)證與識別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖1中，先 采用材料為Sio2, SIyNx或者金屬等的亞波長規(guī)格的薄片，再利用光柵制造方法，將上述亞波 長規(guī)格的薄片制成透射光柵，并將此光柵鑲嵌到卡片中制成光柵卡2，被驗證人持此卡作為 標(biāo)示自己身份的憑證。
讀卡器6包括激光器1、卡槽4、光接收裝置3和數(shù)據(jù)傳輸接口 7。激光器1位于卡 槽4上部，用于發(fā)出垂直于光柵卡2的平行光?？ú?位于激光器1下部，并位于光接收裝 置3的上部，用于插入光柵卡2。光接收裝置3位于卡槽4下部，用于接收光柵卡2衍射出 的透射光。數(shù)據(jù)傳輸接口 7與光接收裝置3相連，用于將光接收裝置3接收的透射光的光 譜數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)中心5。
讀卡時，將上述制成的光柵卡2插入卡槽4，使光柵卡2與卡槽4保持水平。激光 器1發(fā)射的平行光垂直于光柵卡2入射，從光柵卡2的下端面衍射出透射光，零階透射光垂 直入射入光接收裝置3。光接收裝置3得到的零階透射光的光譜數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸接口 7 傳送到數(shù)據(jù)中心5。數(shù)據(jù)中心5接收到光譜數(shù)據(jù)后，與原始存儲數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，看是否匹配， 并根據(jù)比較結(jié)果進(jìn)行身份認(rèn)證與識別，從而完成讀卡。
上述實施例1中，激光器1發(fā)出的入射到光柵卡2的平行光，以零度入射角平行入射，且波長譜范圍在400nm 2500nm。光接收裝置3接收經(jīng)過光柵卡2的零階透射光。
實施例2
圖2是光柵卡鑲嵌矩形二元衍射光柵且讀卡器包括耦合器的認(rèn)證與識別系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)示意圖。圖2中，光柵卡2使用的材料和制作方法與實施例1相同。讀卡器6包括激光 器1、卡槽4、耦合器8、光接收裝置3和數(shù)據(jù)傳輸接口 7。激光器1位于卡槽4上部，用于發(fā) 出垂直于光柵卡2的平行光?？ú?位于激光器1下部，并位于光接收裝置3的上部，用于 插入光柵卡2。耦合器8位于卡槽4下部并位于光接收裝置3上部，用于將光柵卡衍射出的 透射光轉(zhuǎn)成垂直于光接收裝置3的透射光。光接收裝置3位于耦合器8下部，用于接收耦 合器8轉(zhuǎn)換后的透射光。數(shù)據(jù)傳輸接口 7與光接收裝置3相連，用于將光接收裝置3接收 的透射光的光譜數(shù)據(jù)并發(fā)送到數(shù)據(jù)中心5。
讀卡時，將制成的光柵卡2插入卡槽4，使光柵卡2與卡槽4保持水平。激光器1 發(fā)射的平行光垂直于光柵卡2入射，從光柵卡2的下端面衍射出的正負(fù)一階透射光被耦合 器8接收，經(jīng)過耦合使其他角度的光轉(zhuǎn)成垂直于卡槽4和光接收裝置3端面的光，并被光接 收裝置3接收。光接收裝置3得到的光譜數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸接口 7傳送到數(shù)據(jù)中心5。數(shù) 據(jù)中心5接收到光譜數(shù)據(jù)后，與原始存儲數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，看是否匹配，并根據(jù)比較結(jié)果進(jìn)行 身份認(rèn)證與識別，從而完成讀卡。
上述實施例2中，激光器1發(fā)出的入射到光柵的平行光，以零度入射角平行入射， 且波長譜范圍在400nm 2500nm。光接收裝置3接收經(jīng)過光柵卡2的正負(fù)一階透射光。
實施例3
圖3-圖6分別是光柵卡鑲嵌平行四邊形、梯形、三角形和正弦震蕩形二元衍射光 柵的認(rèn)證與識別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3-圖6中，衍射光柵使用材料為SI02，SIyNx或者金屬 等的亞波長規(guī)格的薄片，分別制作成平行四邊形、梯形、三角形或正弦震蕩形，并鑲嵌在卡 片中。被驗證人持此卡作為標(biāo)示自己身份的憑證。
讀卡器6包括激光器1、卡槽4、光接收裝置3和數(shù)據(jù)傳輸接口 7。激光器1位于卡 槽4上部，用于發(fā)出垂直于光柵卡2的平行光?？ú?位于激光器1下部，并位于光接收裝 置3的上部，用于插入光柵卡2。光接收裝置3位于卡槽4下部，用于接收光柵卡2衍射出 的透射光。數(shù)據(jù)傳輸接口 7與光接收裝置3相連，用于將光接收裝置3接收的透射光的光 譜數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)中心5。
讀卡時，將上述制成的光柵卡2插入卡槽4，使光柵卡2與卡槽4保持水平。激光 器1發(fā)射的平行光垂直于光柵卡2入射，從光柵卡2的下端面衍射出透射光，零階透射光垂 直入射入光接收裝置3。光接收裝置3得到的零階透射光的光譜數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸接口 7 傳送到數(shù)據(jù)中心5。數(shù)據(jù)中心5接收到光譜數(shù)據(jù)后，與原始存儲數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，看是否匹配， 并根據(jù)比較結(jié)果進(jìn)行身份認(rèn)證與識別，從而完成讀卡。
上述實施例3中，激光器1發(fā)出的入射到光柵的平行光，以零度入射角平行入射， 且波長譜范圍在400nm 2500nm。光接收裝置3接收經(jīng)過光柵卡2的零階透射光。
上述實施例1-3中，二元衍射光柵的周期與高度范圍應(yīng)當(dāng)在0. 5倍入射波長到1. 5 倍入射波長之間，以保證光柵結(jié)構(gòu)改變時，光譜結(jié)構(gòu)產(chǎn)生顯著變化。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍 為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種基于亞波長二元衍射光柵結(jié)構(gòu)的認(rèn)證與識別系統(tǒng)，其特征是所述系統(tǒng)包括光柵 卡、讀卡器和數(shù)據(jù)中心，光柵卡插入讀卡器中，讀卡器與數(shù)據(jù)中心相連；所述光柵卡鑲嵌二元衍射光柵；所述讀卡器包括激光器、卡槽、光接收裝置和數(shù)據(jù)傳輸接口 ；激光器位于卡槽上部，用 于發(fā)出垂直于光柵卡的平行光；卡槽位于激光器下部，用于插入光柵卡；光接收裝置位于 卡槽下部，用于接收光柵卡衍射出的透射光；數(shù)據(jù)傳輸接口與光接收裝置相連，用于將光接 收裝置接收的透射光的光譜數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)中心；所述數(shù)據(jù)中心用于將讀卡器發(fā)送的透射光的光譜數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)中心存儲的原始數(shù)據(jù)進(jìn) 行比較，并根據(jù)比較結(jié)果進(jìn)行身份認(rèn)證與識別。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于亞波長二元衍射光柵結(jié)構(gòu)的認(rèn)證與識別系統(tǒng)，其特 征是所述讀卡器還包括耦合器，耦合器位于卡槽下部并位于光接收裝置上部，用于將光柵 卡衍射出的透射光轉(zhuǎn)成垂直于光接收裝置的透射光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于亞波長二元衍射光柵結(jié)構(gòu)的認(rèn)證與識別系統(tǒng)， 其特征是所述二元衍射光柵的材料為Sio2, SIyNx或金屬。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于亞波長二元衍射光柵結(jié)構(gòu)的認(rèn)證與識別系統(tǒng)， 其特征是所述光接收裝置采用光譜儀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于亞波長二元衍射光柵結(jié)構(gòu)的認(rèn)證與識別系統(tǒng)， 其特征是所述二元衍射光柵的周期在0. 5倍入射波長到1. 5倍入射波長之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于亞波長二元衍射光柵結(jié)構(gòu)的認(rèn)證與識別系統(tǒng)， 其特征是所述激光器發(fā)出的平行光的波長譜范圍為400nm 2500nm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于亞波長二元衍射光柵結(jié)構(gòu)的認(rèn)證與識別系統(tǒng)， 其特征是所述二元衍射光柵的形狀為矩形、正弦震蕩形、三角形、梯形或者平行四邊形。
全文摘要
本發(fā)明公開了身份認(rèn)證與識別技術(shù)領(lǐng)域中的一種基于亞波長二元衍射光柵結(jié)構(gòu)的認(rèn)證與識別系統(tǒng)，用于解決目前的身份認(rèn)證與識別系統(tǒng)的認(rèn)證卡存在易損壞和安全性較差的問題。所述系統(tǒng)包括光柵卡、讀卡器和數(shù)據(jù)中心，光柵卡插入讀卡器中，讀卡器與數(shù)據(jù)中心相連；光柵卡鑲嵌二元衍射光柵；讀卡器包括激光器、卡槽、光接收裝置和數(shù)據(jù)傳輸接口；激光器位于卡槽上部，卡槽位于激光器下部，光接收裝置位于卡槽下部，數(shù)據(jù)傳輸接口與光接收裝置相連，用于將光接收裝置接收的光譜數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)中心；數(shù)據(jù)中心用于進(jìn)行身份認(rèn)證與識別。本發(fā)明通過光柵卡獲取透射光的光譜數(shù)據(jù)，并利用數(shù)據(jù)中心對光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行識別，提高了卡的使用壽命并保證了數(shù)據(jù)的安全。
文檔編號G06K7/10GK102034077SQ20101057897
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月3日
發(fā)明者袁博 申請人:北京交通大學(xué)