激光防伪的原理是什么?

激光防伪技术

激光防伪技术包括三个方面:激光全息图像防伪标识、加密激光全息图像防伪标识和激光全息光刻防伪技术。

第一代激光防伪技术

第一代激光防伪技术是激光模压全息图像防伪标识。

全息术是美国科学家M.J. Buerger在用X射线拍摄晶体的原子结构时发现的,并与dennis gabor一起建立了全息理论:利用双光束干涉的原理,物光与另一束与物光相干的光束(参考光束)可以产生干涉图样来“合并”相位,使较低的相位和振幅与感光胶片同时记录下来。但全息摄影是根据干涉原理拍摄的,必须用高密度(分辨率)的感光胶片记录。由于普通光源单色性和相干性差,全息技术发展缓慢,很难拍出像样的全息图。直到20世纪60年代初激光的出现,其高亮度、高单色性、高相干性的特点才迅速推动了全息技术的发展。产生了多种全息图,全息理论得到了很好的验证。但由于拍摄和复制的特殊要求,它从诞生之日起就几乎被局限在实验室里。

20世纪70年代末,人们发现全息图片具有包括三维信息的表面结构(即纵横交错的干涉条纹),可以转移到高密度的照相底片和其他材料上。1980年,美国科学家利用浮雕全息技术将全息表面结构转移到聚酯薄膜上,从而成功印刷出世界上第一张浮雕全息图片。这种激光全息图片又称彩虹全息图片,是用激光制版的方法在塑料薄膜上制作而成,产生多彩的衍射效果,使图片具有二维和三维的空间感。在普通光线下,隐藏的图像和信息会重新出现。当光线从某个角度照射时,就会出现新的图像。这种浮雕全息图片可以像印刷一样快速大批量复制,成本低,可以与各种印刷品结合使用。至此,全息术向社会应用迈出了决定性的一步。

在当时,这种模压全息图片的制作技术非常先进,只有少数人掌握,因此被用作防伪标记。其防伪原理是:

1.在激光全息图片拍摄的整个过程中,如果一个条件不同(如拍摄彩虹全息图的条件),全息识别的效果就会不同。

2.这种全息图像的全息信息是普通摄影无法拍摄到的,因此全息图案很难被复制。

Johnny Walke Whishy(一种威士忌)是第一个使用全息图片作为防伪标志的人。在泰国应用的时候,据说销量增长了45%左右。

激光模压全息防伪技术于20世纪80年代末90年代初传入中国,尤其是1990至1994期间。全国各地引进了几百条生产线,占当时世界厂商的一半以上。在引入初期,这种防伪技术确实起到了一定的防伪作用,但是随着时间的推移,激光全息图像制作技术迅速传播,现在已经被造假者从各个方面攻破,几乎完全失去了防伪能力。

技术评论

激光防伪标识在生产时存在以下固有缺陷:

1.只有依靠生产技术的保密和控制来防止假冒。

2.属于单纯的观察防伪技术,其观察点主要是看是否是全息图像,其次是看图案是否符合公布的图案,但普通消费者只要仔细对比,就能分辨出两个不同版本的全息标识。

3.没有技术方法可以防止防伪标识本身被重复使用。

4.没有技术方法可以防止带有防伪标识的包装被重复使用。

5.没有技术方法可以防止造假者通过收买、贿赂等手段获取防伪标识。

二、改进的激光全息图像防伪标识

因为第一代激光全息防伪标识已经完全失去了防伪功能,人们不得不开始对其进行改进。改进方法主要有三种:第一种是利用计算机技术对全息图像进行改进,第二种是开发透明的激光全息图像防伪标识,第三种是反射激光全息图像防伪标识。

2.1计算机图像处理技术的改进

改善激光全息图像的计算机图像处理技术经历了两个发展阶段。第一阶段是计算机合成全息技术。该技术是将一系列普通二维图像光学成像,根据全息图像原理进行处理,记录在一种全息记录材料上,形成计算机像素全息图像。在观察这种像素全息图像时,从不同的视角可以看到不同的三维图像,其图形和色彩具有极其灵活和动态的效果,并且不受再现光方向的限制。第二阶段是计算机控制的直接曝光技术,不同于普通的全息成像。这项技术不需要拍摄物体,所需图案完全由计算机生成。通过计算机控制两束相干光束逐点生成所有图案,可以针对不同的点改变两束光束之间的角度,从而制作出具有特殊效果的三维全息图。

2.2透明激光全息图像防伪技术

普通的激光全息图像是用镀铝聚酯薄膜模压而成(或者先用聚酯薄膜模压再镀铝)。镀铝膜的作用是增加反射光的强度,使复制的图像更明亮。照明光和观察方向都在观察者一侧,所以激光彩虹模压全息图是不透明的。透明激光全息图像的改进其实就是取消镀铝层,全息图像直接模压在透明聚酯薄膜上。1996年,中国公安部决定将透明激光彩虹浮雕全息图应用于居民身份证。身份证被透明膜完全覆盖和密封。在灯光下观察卡片正面时,不仅能看清证件,还能看到透明膜上复制的二维和三维彩虹全息图像(长城和中国的中英文字样)。

2.3反射激光全息图像防伪技术

反射全息图是将入射激光射到透明的全息乳胶介质上,一部分光作为参考光,另一部分光通过介质照射物体,然后物体散射回介质作为物光。物光和参考光相互干涉,在介质内部产生多层干涉条纹,对介质底片进行处理,在介质内部产生多层半透明反射面(例如6微米厚的乳胶层可以有20多个反射面)。在全息图复制过程中,全息图被白点光源照射,介质内部产生的多层半透明反射面将光反射回来,对着反射光可以看到原物体的虚像,故称为反射全息图。

技术评论

激光防伪技术的这些改进并没有也不可能延长激光全息图像防伪技术的生命周期,因为这些改进只是不同程度地增加了图像制造的难度,甚至没有改善激光全息图像防伪的固有缺点,原有的问题依然存在。

第三,加密全息图像防伪技术

加密全息图像采用随机相位编码图像加密、莫尔编码图像加密、激光散斑图像加密等光学图像编码加密技术进行加密,以获得不可见或变成某些散斑的加密图像。其中,随机相位编码加密的图像是不可见的,原始图像只能用专门的光电解码器显示,不适用于一般商品。目前主要用于各种卡片的防伪。用莫尔码和激光散斑加密的图像,只有与解码光栅或解码散斑叠加才能显示,可用于一般商品防伪。

加密图像的防伪原理是加密图像是不可见的或有噪声的,没有密钥很难破译,因此具有一定的防伪功能。

技术评论

其实这些技术本来就是一种图像加密技术,真的不愿意用来防伪。首先,随机相位编码加密的图像,虽然需要特殊的仪器才能显示,但在高科技和国际造假的今天,很难有吗?破译的难度有多大?至于用莫尔码和激光散斑加密的图像,更容易造假,因为消费者得到的不仅仅是图像加密的防伪标识,还有用于验证真伪的解码光栅或解码散斑。此后,图像加密在防伪方面没有发挥任何作用。这种防伪标识的防伪完全取决于加密图像制造技术的掌握难度,但掌握这种技术并不是很难。

4.激光全息光刻防伪技术

激光全息光刻防伪技术又称激光编码技术,也称激光“刻录”技术。由于激光编码器价格昂贵,应用不广泛,所以只用于大批量生产或其他打印方式无法实现的场合。正因为如此,才起到了防伪包装的作用。激光编码封口技术是一种很好的集装箱防伪技术。产品灌装封口加盖后,在盖子与容器的连接处进行激光打印,使字体的上半部分印在盖子上,下半部分印在容器上。这项技术的防伪功能在于:

(1)包装容器不能重复使用。新盖子和旧容器吻合,字迹很难对齐。

(2)激光价格昂贵,在生产线上打码印刷。普通造假者很难在这种设备上投入巨资。

(3)厂家可以随意更换印刷模板,不同日期使用不同的模板。只有少数人知道变化的细节,外人很难破解。

从防伪效果来看,激光编码技术甚至优于激光全息图像技术。激光全息标识是印刷厂印刷的,使用标识的厂家不能保证母版不会在印刷过程中流出或者被非法复制。对于造假者来说,可以直接批量购买激光全息标记,不需要设备投入,也不需要掌握技术。在利用激光编码技术防伪的同时,造假者遇到的第一个问题是昂贵的设备投入。激光编码器价格昂贵,必须在线使用。此外,字体模板的变化是秘密的,这使得分散的中小工厂很难造假。由于这些原因,采用激光编码技术的封装比采用激光全息技术的封装寿命更长。

技术评论

虽然激光全息光刻的防伪效果优于某些防伪标识,但也存在以下缺点:

1.由于激光编码器成本高,中小企业很难采用。

2.依靠高投资壁垒来防止造假,一旦造假者有了这个设备,其防伪功能马上失效。

一般技术审查:

激光全息防伪技术是近年来引起国内外广泛关注的现代激光应用技术成果。以其深刻的全息成像原理和多彩的闪光效果受到消费者的青睐和喜爱。激光全息防伪标识可广泛应用于轻工、医药、食品、化妆品、电子等行业的著名商标、有价证券、保密卡、奢侈工艺品等。与一般印刷商标相比,具有独特的优势和魅力。但国内厂商众多,管理极其混乱,极大影响了其在大众心目中的信誉。该技术适合与其他防伪技术结合,如激光全息综合防伪、激光编码复合、激光油墨复合、包装激光复合等。