为什么激光防伪标签可以看到七种颜色的光?

全息图

“全息术”的意思是“全部信息”,即相对于普通摄影只记录物体的明暗变化,激光全息术还可以记录物体的空间变化。

1.常规全息防伪技术。

2.多通道全息防伪技术;多通道全息防伪标识旋转时,在标识的同一位置会出现不同的图案。

3.隐形加密技术;隐形加密技术使加密图案在logo的任何位置,在激光复制机下都能看到加密图案。

4.360电脑点阵全息技术;360°电脑点阵全息在图像的360°观察范围内会出现放射状、环状、螺旋状光斑的组合和变换,很有动感。

5.双层全息技术;双层全息技术可以揭开全息标识,还可以看到印有图案和文字的第二层防伪层,具有双保险防伪效果。

6.荧光加密全息技术;荧光加密全息技术的原理和人民币荧光加密是一样的。

7.动态编码防伪技术;动态编码防伪就是把商标放在眼前,慢慢旋转商标就会出现连续动作的图案。

8.电话码全息防伪技术;电话码防伪标识是将全息防伪技术与电话码防伪技术相结合而制成的,通过查询统一的中心数据库即可查验真伪。

9.核微孔全息防伪技术;核微孔防伪标识由全息防伪技术和核微孔防伪技术组成,只需一支笔就能辨别真伪。

激光全息防伪产品经过几十年的发展,已经从最初的全息防伪标识逐渐升级到第二代、第三代甚至第四代全息防伪技术。

(1)第一代全息防伪技术是激光模压全息图像防伪。

全息术是美国科学家MJ Buerger在用X射线拍摄晶体的原子结构时发现的,并与dennis D Gaber一起建立了全息理论:利用双光束干涉原理,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,使相位“合并”,从而用感光胶片同时记录下较低的相位和振幅,得到全息图像。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,又叫彩虹全息图片,是用激光制版的方法制作在塑料薄膜上,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。

JohnnyWalkeWhishy(一种威士忌)最早使用全息图片作为防伪标志。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。

(2)第二代改进型激光全息图像防伪技术。

随着第一代激光全息防伪技术的普及,人们不得不开始寻求对现有技术的改进。改进技术有三种:一种是利用计算机图像处理技术改进全息图像;二是透明激光全息图像防伪技术;三是反射式激光全息图像防伪技术。

1.应用计算机图像处理技术改善全息图像。

计算机图像处理技术对激光全息图像的改进经历了两种发展形式。第一种形式是计算机合成全息技术,根据全息图像的成像原理,将一系列普通的二维图像经过光学成像后记录在一种全息记录材料上,从而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,并且不受再现光线方向的限制。第二种形式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.透明激光全息图像防伪技术。

普通的激光全息图像一般是用镀铝聚酯薄膜模压而成(也可以先用聚酯薄膜模压,再镀铝)。镀铝的作用是增加反射光的强度,使复制的图像更亮。照明光和观察方向都在观察者一侧,所以激光彩虹浮雕全息图是不透明的。透明激光全息图像其实就是取消镀铝层,直接在透明聚酯薄膜上模压全息图像。1996我国公安部将透明激光全息图像应用于居民身份证,并用透明膜覆盖身份证。在光线下观察身份证正面时,不仅可以清楚地看到证件内容,还可以看到出现在透明膜上的二维和三维彩虹全息图像(中英文“长城”、“中国”字样)。

3.反射式激光全息图像防伪技术。

反射式激光全息图像的成像原理是入射激光照射在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表面, 并且介质底片被处理以在介质内部产生多层半透明反射表面(例如,在6微米厚的乳胶层中可以有20个以上的反射表面)。 当全息图被白点光源照射时,介质中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,故称反射式激光全息图。

(3)第三代加密全息图像防伪技术。

加密全息图像是指利用激光读取、光学小型化、低频光刻、随机干涉条纹、莫尔条纹等光学图像编码和加密技术,对防伪图像进行加密而得到的不可见或有斑点的加密图像。

1.激光阅读

利用光学轭的原理,将文本或图像信息存储在全息图像中。一般情况下,这些信息是不会出现的。当用激光笔照射时,人们可以借助硫酸纸或白纸看到存储的信息。存储的信息可以是文字、标识、灰度图像,甚至是一篇文章,有两种表现形式:反射式和透射式。

2.光学小型化

将文字信息以光学微缩的方式记录在全息图上,通常肉眼难以识别,具体内容只能在10倍甚至100倍的放大镜下才能观察到。一般情况下,中文可以缩小到0.1mm,英文可以缩小到0.05 mm。

3.低频光刻

预先设计的条纹图案以非干涉的方式直接记录在微型全息图上。这些图案的条纹密度比普通干涉条纹约低10倍,约为100线/mm,直观的效果是全息图的某些部分出现类似金属光泽的衍射图案。如果条纹图案是计算机生成的全息图,信息可以用激光复制。

4.随机干涉条纹

制作全息图时,引入随机机制记录随机干涉图样。这种模式有明显的特点,不能重复。即使同一个人使用同样的工艺,不同时间产生的图案也不一样,是一种很好的防伪方法。除了静态的平面干涉条纹,还发展成了动态的、立体的干涉条纹,造假者根本无法复制。

5.莫尔干涉加密

基于摩尔原理,即两组周期性结构条纹的重叠可以产生第三组周期性结构图案,改变一组条纹的相位并编码成一个图案,平时是隐藏的,不可分辨的,当它与另一组周期性条纹重叠时,图案出现。

加密全息图像由于不可见或只显示一片噪声,没有密钥很难破译,具有一定的防伪功能。但因为在普通环境下无法分辨,所以不具备被普通大众识别的能力。

(四)第四代激光全息防伪技术

1.组合全息图

组合全息图是将几十幅甚至上百幅不同的二维图像曝光几十次甚至上百次而记录下来的全息图。其效果可以体现在两个方面:一是类似平面动态设计,可以拍摄各种平面动态变化图案;另一种是利用2D/3D软件或数码相机记录三维物体的各面及其随时间的变化过程,制成四维全息图,即全息图不仅能记录和再现物体的三维空间(x,y,z)特征,还能记录和再现三维物体随时间(t)的变化,是一种。

①信息量巨大,制作工艺复杂:普通全息防伪标签往往需要多次曝光才能完成,而四维全息图的制作需要记录几十张甚至上百张二维图像,因此曝光次数是普通全息图的几十倍甚至上百倍,需要特殊的设备和更精密的工艺流程。

②对图像的拍摄没有限制,扩大了激光全息作为一种高科技手段的应用范围:普通全息用1: 1模型实体记录三维模型进行拍摄,而四维全息则是先采集物体各个角度的信息,再将采集到的二维图像合成制作全息图,因此对拍摄对象没有限制,可以是真人、实物,甚至是计算机构建的虚幻物体。比率也不必是1: 1。

③四维显示真彩色远远落后于普通全息标志:传统全息标志只能达到平面层次感,三维全息图只能显示1: 1静物的三维特征,无法还原物体的真实颜色。另一方面,四维全息术以真实颜色反映三维物体,但也携带三维空间随时间的变化。这样的全息logo就像一台内容丰富的小电视,设计师可以尽情欣赏。

2.真三维全息图

全息图的一个重要特征是可以三维显示。真三维全息图是用真三维雕塑模型制作的。它的防伪意义在于两个方面。第一,三维模型全息图的拍摄难度远高于普通的2D/3D,尤其是两者的结合。第二,造假者即使能做出三维模型全息图,立体雕刻和拍摄时物体的角度也会相差很大,很难成功。因此,它是一种安全性很高的全息图。

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