13 December 2021, 11:00

Светящиеся микрометки и облачные технологии смогут защитить от алмазных подделок

Российские ученые впервые в мире реализовали фотолюминесцентную лазерную микромаркировку природных алмазов, чтобы отслеживать драгоценный камень во всей цепочке его движения от карьера до потребителя. В основе микромаркировки лежит локальное лазерное изменение структуры оптических центров кристалла, в результате чего они начинают светиться иначе. В процессе нанесения метки можно создать уникальный «рисунок», считать его как QR-код, а затем проследить историю конкретного камня в облачной базе данных. Один из фундаментальных аспектов исследования выполнен при поддержке гранта Российского научного фонда (РНФ) и опубликован в журнале Applied Surface Science.

Светящиеся микрометки и облачные технологии смогут защитить от алмазных подделок
Установка
Source: Сергей Кудряшов

Непрерывный научно-технический прогресс в области рукотворного синтеза алмазов привел к тому, что искусственный камень очень сложно отличить от природного. Синтетические алмазы предназначены для технических целей, а их огранка является нелегальной и подрывает сложившийся рынок бриллиантов, основанный на кристаллах исключительно природного происхождения. Для защиты легальной продукции и товарного знака производителей бриллиантов специалисты уже многие годы разрабатывают способы маркировки, которая не портила бы кристалл. Это, например, микроподпись на поверхности бриллианта, в частности, на рундисте — «пояске», который защищает драгоценнный камень от сколов. Однако такую гравировку довольно просто подделать. Российские ученые предложили, реализовали и внедрили принципиально новую цифровую микромаркировку, позволяющую с помощью облачных технологий отслеживать драгоценный камень во всей цепочке его движения от карьера до потребителя. 

Разработка началась с простых микроскопических меток в объеме алмаза, которые не видны невооруженным глазом, но тем не менее необратимо ухудшают качество кристалла. На смену им пришли невидимые в дневном свете даже при высоком увеличении объемные фотолюминесцентные микрометки. Их получают в результате воздействия ультракоротких (фемто- и пикосекундных) лазерных импульсов на особые атомистические дефекты кристалла — оптические центры, в которых находятся атомы азота и которые в некоторых случаях придают окраску камню. В зависимости от характеристик облучения можно формировать уникальный «рисунок».

На фоне свечения алмазной основы такие метки проявляются только при особом освещении, но никак не в его отсутствие. Люминесцентные микрометки в алмазе, или, после огранки, в бриллианте являются цифровыми и после вывода на экран фотолюминесцентного сканера могут быть считаны камерой мобильного телефона как QR- или штрих-коды. 

«Характеристики алмаза и его история от извлечения до продажи становятся доступны для потребителя в рамках единой системы, которая сейчас создается компанией ПАО "АЛРОСА" с участием нашей команды из ФИАН и инновационной компании "Микролазер" как индустриального партнера. В отличие от микрометок на поверхности бриллиантов, объемные фотолюминесцентные метки являются более надежным и долговечным носителем информации, что очень важно для легального оборота алмазов и защиты товарных знаков», — рассказал руководитель проекта по гранту РНФ Сергей Кудряшов, ведущий научный сотрудник и заведующий лабораторией лазерной нанофизики и биомедицины ФИАН.

News article publications

Read also

Предложен подход, позволяющий получать световые импульсы разной формы
В обычных световых импульсах напряженность электромагнитного поля меняется со временем по синусоиде, то есть по кривой в виде попеременно опускающихся и поднимающихся дуг. Ранее считалось, что иные формы поля невозможны, но физики предложили теоретический подход, который позволяет получать световые импульсы прямоугольной или треугольной формы. Согласно расчетам, такие изменения формы возникают при взаимодействии импульса с определенными средами с неравномерной плотностью. Треугольные и прямоугольные импульсы могут применяться в квантовых компьютерах для управления кубитами — элементами, отвечающими за хранение и обработку информации.
Laser physics
Optics
Quantum Physics
Theoretical physics
1 February 2024
Определено, как повреждаются алмазы при нанесении лазерного QR-кода
Ученые определили механизм повреждения кристаллической решетки алмаза, лежащий в основе технологии нанесения уникальных меток на драгоценные камни с помощью лазера. Такие метки, подобно QR-коду, позволяют опознать каждый отдельный драгоценный камень и избежать подделок, но пока не используются массово. Знание механизма повреждения алмаза позволит доработать устройства для промышленного применения технологии.
Atomic physics
Crystallography
Laser physics
31 December 2023
Устройство из двух лазеров измерит теплопроводность материалов для электроники
Физики разработали методику на основе красного и зеленого лазеров, позволяющую быстро и бесконтактно измерять теплопроводность материалов. Эта характеристика важна, поскольку перегрев электронных компонентов таких устройств как лазеры и детекторы может вывести их из строя. Прибор на основе новой методики по точности не уступает аналогам, но при этом проще и в десять раз дешевле в изготовлении, а также работает при комнатной температуре. Используя его показания, авторы изготовили датчик терагерцового излучения, который также дешев в производстве и не требует охлаждения, а потому может использоваться в медицинской диагностике и в устройствах для просвечивания багажа.
Electronics
Laser physics
Thermophysics
12 November 2023
Исследователи из ИТМО и МФТИ добились сверхрассеяния на наночастицах
Международный коллектив физиков показал, что определенная форма позволяет наночастицам быть в электромагнитном смысле больше своих геометрических размеров. Обнаруженный эффект поможет в создании биологических сенсоров, материалов для солнечных батарей и элементов оптических квантовых компьютеров.
Laser physics
Photonics
Photophysics
14 August 2023
Лазер помог настроить оптические свойства наночастиц для тераностики и фотоники
Авторы новой работы смогли в реальном времени наблюдать еще и изменение их химического состава и структуры
Laser physics
Materials Science
Nanophotonics
20 April 2023
Российские ученые обнаружили условия, при которых скорость света падает до нуля
Оказалось, что в определенных условиях излучение в резонансно поглощающей среде создает для себя «потенциальную яму», из которой затем не может выйти
Laser physics
Materials Science
Optics
24 May 2022