화학을 통한 지폐 식별

 은행권 제조업체는 진본 은행권의 유통을 유지하고 위조지폐를 식별하는 데 도움이 되는 고유한 염료를 사용합니다. 염료는 진위 여부 확인에 사용할 수 있는 다양한 광발광(PL) 방출, 여기 및 수명을 갖습니다. 이 블로그 게시물에서는 은행에서 위조 지폐를 탐지하는 데 Edinburgh Instruments RMS1000 공초점 라만 및 PL 현미경과 FS5 분광형광기를 어떻게 사용할 수 있는지 간략하게 설명합니다.

Photoluminescence Mapping using the RMS1000

라만 현미경에서 PL을 활용하여 지폐를 조사할 수 있습니다. 0.1% 출력의 532nm 레이저와 300 gr/mm 격자가 장착된 RMS1000 라만 현미경을 사용하여 스코틀랜드 은행 지폐를 살펴보고 PL이 샘플의 두 형광체를 어떻게 구별할 수 있는지 보여주었습니다. 관찰된 일반적인 라만 수와 비교하여 PL 신호의 강도가 낮기 때문에 저출력이 사용되었습니다. 낮은 홈 밀도 격자를 사용하면 532nm 레이저로 전체 PL 스펙트럼을 획득할 수 있습니다. 그런 다음 Ramacle®을 사용한 라만 매핑과 동일한 방식으로 전동 스테이지를 사용하여 샘플을 PL 매핑할 수 있습니다.

Figure 1: a) Clydesdale Bank note, b) top – image of area to be mapped, bottom – PL map, c) spectra from the PL map

그림 1a)는 현미경 아래에 놓인 샘플, 즉 스코틀랜드 왕 로버트 브루스의 초상화가 그려진 20파운드짜리 클라이드데일 은행 폴리머 지폐를 보여줍니다. 그림 1b) 위쪽의 수염 부분이 PL 매핑을 위해 선택되었습니다. 그림 1b) 아래쪽의 PL 맵은 피크 파장에 따라 녹색과 빨간색으로 표시된 두 개의 PL 기여도로 색이 칠해져 있습니다. 이 스펙트럼은 그림 1c)에 표시되어 있으며, 두 PL 기여도의 피크 위치가 상당히 다르다는 것을 명확하게 알 수 있습니다. 이는 라만 현미경으로 포렌식 분석 중에 지폐의 진위 여부를 신속하게 확인할 수 있는 방법으로, 예상 파장에서 PL이 발생하고 있음을 보여줍니다.

Spectra and Lifetime Measurements using the FS5

호주 5달러 지폐에는 자외선으로 여기되면 발광하는 나뭇가지에 앉은 새의 축광 보안 라벨이 있어 눈길을 사로잡습니다(그림 2a). FS5 분광형광기를 사용하여 이 라벨에 사용된 형광체의 스펙트럼과 수명을 측정할 수 있습니다(그림 2b).

Figure 2: a) Australian $5 Bank note and b) photoluminescent security label under UV excitation.

지폐는 FS5의 제논 램프를 사용하여 300nm에서 여기되었고, 그림 3a) 및 3b)와 같이 각각 빨간색과 녹색 영역의 방출 스펙트럼이 측정되었습니다. 두 형광체에서 나오는 방출의 시그니처 피크와 선 모양을 사용하여 진위 여부를 확인할 수 있습니다.

Figure 3: Photoluminescence emission spectrum of the a) red emitting region and b) green emitting region. λex = 300 nm.

형광체의 또 다른 특징은 방사 수명입니다. FS5의 제논 플래시램프를 사용하여 두 형광체의 인광 감쇠를 측정한 결과 그림 4a) 및 4b)에 표시되어 있습니다. 두 감쇠 모두 형광으로 인한 초기 빠른 구성 요소와 인광 방출인 긴 꼬리 부분이 있습니다. 두 감쇠의 꼬리 영역을 FS5의 Fluoracle 소프트웨어를 사용하여 적합시킨 결과 적색 형광체의 수명은 830µs, 녹색 형광체의 수명은 2.1ms로 나타났습니다. 이는 형광체의 정체성과 진위를 확인할 수 있는 두 번째 시그니처 마크가 됩니다.

Figure 4: Photoluminescence lifetime of a) the red emitting region measured using MCS mode with the microsecond flashlamp, λex = 300 nm, λem = 621 nm, and b) the green emitting region measured using MCS mode with the microsecond flashlamp, λex = 300 nm, λem = 550 nm.

결론

PL 측정은 지폐에 사용되는 다양한 보안 태그에 대해 차별화된 스펙트럼 및 수명 정보를 제공하므로 진위 분석에 이상적으로 적합합니다. 당사의 다양한 분광형광분석기와 라만 현미경은 위조 가능성을 쉽게 조사하도록 구성할 수 있을 뿐만 아니라 새로운 보안 태그의 ID 프로파일을 제공하여 새로운 지폐 개발에 도움을 줄 수 있습니다.

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