Wer Laser im Bereich der industriellen Kennzeichnung einsetzt, der möchte in der Regel dauerhafte Markierungen, die immer sehr gut lesbar sind. Forscher der Universität Dresden haben gezeigt, dass man auch Markierungen mit einem Laserbeschrifter erzeugen kann, die zunächst unsichtbar sind.
Sichtbar erst durch UV-Licht
Erst durch Bestrahlung mit UV-Licht leuchtet die Schrift kurzzeitig. Und mit einer Infrarot-Lampe kann die Beschriftung sogar wieder zum Verschwinden gebracht werden. In eine ultradünne, transparente Kunststoff-Folie haben sie in dem von der EU geförderten Projekt organische Moleküle eingebracht. Die können mit einem Laserstrahl punktuell aktiviert werden. Dann sind sie bei anschließender Bestrahlung mit UV-Licht kurzzeitig lesbar. Phosphoreszenz nennt sich der Vorgang, der ein kurzes Nachleuchten der aktivierten Punkte oder Linien verursacht. Man kennt den Effekt auch von Notfallleuchten oder Warnschildern. In denen werden allerdings spezielle Pigmente eingesetzt, die hier nicht zum Einsatz kommen können. Professor Reineke und sein Team haben die Ergebnisse ihrer Studie in einem ausführlichen Artikel im Wissenschafts-Magazin Science Advances veröffentlicht.
So funktioniert das Ganze
Im Trägermaterial befinden sich Sauerstoff-Moleküle, die normalerweise den Leuchteffekt verhindern. Durch das Laserlicht reagiert der Sauerstoff punktuell chemisch mit der Trägerfolie. Die Schrift wird an diesem Punkt sichtbar, wenn sie mit UV-Licht anleuchtet wird. Radiert wird so: Das Infrarot-Licht sorgt für eine Erhöhung der Temperatur und damit für eine Verbesserung der Sauerstoffdurchlässigkeit der dünnen Folienschicht. Neue Sauerstoff-Moleküle wandern von der Umgebungsluft in das Material und füllen das entstandene Defizit wieder auf. Die Schrift verschwindet.
Auflösungen von 700 dpi
Zwar nimmt die Intensität der Phosphoreszenz mit jedem Schreib-Löschvorgang ab. Aber nach 40 Zyklen hat man immer noch eine Quote von 40 % des Ausgangswerts erzielt. Das reicht allemal, um vom Auge oder von einer automatischen Leseeinheit noch gut wahrgenommen zu werden. Zumal die Schrift sehr scharf ist und mit der Technik sehr hohe Auflösungen von 700 dpi erreicht werden können. DPI ist ein Maß, das die Auflösung eines Drucks angibt. DPI steht dabei für „Dots per Inch“, also „Punkte pro Zoll“. Das sind etwa 28 Punkte pro mm. Es ist also denkbar, mit 2D-Codes sehr große Datenmengen zu verschlüsseln, was gerade im Bereich der Fälschungssicherung interessante Perspektiven eröffnen könnte. Man hat errechnet, dass man wohl 7.000 Zeichen auf einem Quadratzentimeter unterbringen und auch automatisch auslesen könnte. Und das in einem Code, der sich zunächst in einer transparenten Folie versteckt. Die verwendeten Materialien sind preiswert zu bekommen. Das Trägermaterial ist handelsübliches PMMA – auch unter dem Begriff Acrylglas bekannt. Die besondere Beschichtung verwendet Stoffe, die bei der Herstellung von OLED-Folien in großen Mengen verwendet werden. Im Artikel auf der Webseite des Wissenschaftsmagazins sind auch Videos zu finden, die den Ablauf sehr anschaulich darstellen.
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Bildquellen: Twitter, Technische Universität Dresden (Max Gmelch / TUD), Webseite der TU Dresden
