光學防偽技術

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光學防偽技術范文第1篇

目前，市場上的防偽技術有特殊油墨防偽、紙張防偽、印刷工藝防偽、印后加工工藝防偽、可變數據防偽、制版防偽、光學水印紙防偽、特殊標識防偽等，各種防偽技術都有其優缺點，都能起到一定的防偽作用。筆者認為從綜合成本、工藝和有效性等方面來講，適用于海圖的防偽技術主要有特殊油墨防偽、光學水印紙防偽和數字二維碼防偽。

特殊油墨防偽

特殊油墨防偽即利用特殊油墨進行印刷來達到防偽的目的。在光、熱環境中時，通過觀察印樣上墨層的色彩變化來鑒別真偽。由于這種特殊油墨生產難度大、價格高，從而增加了造假者的生產成本，增強了使用這種油墨的客觀安全性。

1.特殊油墨防偽的特點

（1）實施簡單、成本低、隱蔽性好、檢驗方便、重現性強。

（2）印刷工藝簡單，易于實施，適用于膠印、凹印、網印等多種印刷方式。

（3）適用于紙張等多種承印物的印刷。

2.熒光油墨在海圖印制中應用的注意事項

在特殊油墨防偽中，熒光油墨防偽是最典型的一種，其是利用紫外光照射來識別隱藏于海圖中的水印的防偽技術，防偽特征是：在紫外光（波長為200～400nm）照射下，海圖中的水印可發出熒光。圖1為采用熒光油墨印制的海圖。在使用熒光油墨印制海圖時，應注意以下幾點事項。

（1）在使用熒光油墨進行印刷時，版面不宜過大，特別不適合印刷實地版面，尤其適合印刷小面積文字、標志或圖案，如海圖上的“中國海事”徽章，可形成具有個性化的防偽暗記，提高印刷版面的防偽效果。

（2）在使用熒光油墨前，必須將輸墨系統清洗干凈，以防串色和偏色，最好備用一套膠輥專門用于印刷熒光油墨，這樣有利于提高海圖印制質量。

（3）控制好印刷壓力。由于熒光油墨中的無機熒光物等是采用晶體發光的，如果印刷壓力過大，會使晶體破裂，導致發光亮度降低，因此要盡量以相對較小的印刷壓力進行印刷。

（4）控制好印刷速度。由于熒光油墨的流動性較大，干燥過程較為緩慢，因此應采用合適的印刷速度，以保持印刷墨色的穩定。

（5）合理控制墨層厚度。熒光油墨的印刷墨層越厚，熒光顯色效果就越強，印跡也就越醒目，但墨層過厚易造成糊版、臟版，因此掌握好墨層厚度，做到既不浪費油墨，又能保證顯色效果非常重要。

光學水印紙防偽

光學水印紙是在造紙過程中，在絲網上安裝事先設計好的水印圖文印版，通過印刷滾筒壓制而成的紙張。由于水印圖文的高低不同，成紙后圖文處紙漿的密度不同，紙張的透光度會有差異，故在透光觀察時，可顯現出原設計的水印圖文。光學水印紙防偽被世界各國公認為是一種行之有效的防偽技術，大多數國家的鈔票以及重要的國際文件、設施圖紙、票證都使用光學水印紙進行印刷。

在海圖印制中應用光學水印紙防偽是指在原有海圖印制工藝流程的基礎上，使用特定廠商定制的融入海圖文化的光學水印紙來承印海圖，在光線照射下，海圖上會顯現出特殊圖案，防偽性能較高，具有簡單而直觀的防偽效果。圖2為采用光學水印紙印制的海圖。

1.光學水印紙防偽的特點

（1）光學水印紙防偽是把全息圖案直接隱藏在紙張中，去除了塑料信息層，因此被復制的可能性很小。

（2）光學水印紙上的防偽圖案可以根據需求來定制，在特定質地、特定定量的紙張中添加所需的特殊水印圖案，然后像普通紙一樣進行印刷，既可靠又方便。

（3）光學水印紙價格合理、外形美觀，廢棄后可在泥土中風化，不會帶來環境污染。

2.光學水印紙在海圖印制中應用的注意事項

在自然光下，光學水印紙的水印圖文部分比其他部分薄，顏色淺。因此在印刷時油墨會滲透在縫隙中，特別是海圖上有大面積陸地圖案時，印刷時容易粘臟，因此要注意水墨平衡，確保墨色勻稱。

二維碼防偽

二維碼是用特定的幾何圖形按一定規律在平面上分布的黑白相間的圖形，是所有信息數據的一把鑰匙。隨著移動互聯網的發展，智能手機的普及，掃描二維碼變得非常容易，二維碼和信息平臺相結合成為防偽的一種新趨勢。將二維碼應用在海圖中，通過掃描二維碼，不僅可以查詢海圖真偽，還能了解海圖的小改正號、版次、印次等內容。圖3為印制有二維碼的海圖。

1.二維碼防偽的特點

作為移動互聯網入口，二維碼在防偽方面表現出以下獨特優勢。

（1）方便查詢。目前手機識別二維碼非常容易，用微信“掃一掃”功能就可掃碼查詢，無需下載專用軟件。

（2）有效溝通。港航用戶可及時核對海圖信息并與發行部門互動，為更好地使用海圖提供建議。

2.二維碼在海圖印制中應用的注意事項

（1）確保二維碼的完整。二維碼的圖案顯得比較“零碎”，在制版和后期檢查時要特別注意圖案的完整，以免因元素丟失而造成二維碼讀取困難。

（2）確保二維碼圖文與紙張顏色的對比度。二維碼圖文處與空白處的對比度不夠會影響手機軟件對二維碼的識別，因此制作二維碼時，要注意不能添加底紋，避免出現因二維碼圖文處與空白處的對比度不夠而影響二維碼讀取的情況發生。

光學防偽技術范文第2篇

傳統票據防偽技術

我國票據防偽技術涉及的學科領域很多，例如光學、化學、計算機技術、光譜技術、圖文字碼技術等，在票據印刷過程中，采用何種材料或者應用哪種技術進行票據防偽更為有效，一直是票據制作人員不斷思考與改進的熱點問題。目前，我國傳統票據防偽技術主要有以下幾種。

1.紙張防偽

隨著我國造紙技術的迅速發展，具有防偽功能的紙張被不斷應用到票據生產中，例如，水印紙、纖維紙（彩色纖維紙，熒光纖維紙，紅外線纖維紙等）、安全線、無碳紙（復寫紙）等。

紙張防偽主要是通過在造紙過程中增加一些特殊材料，再經過處理實現的。在這類紙張的生產過程中，既要使紙張滿足印刷適性要求，又要具有良好的防偽效果，所以其生產工序往往很復雜、防偽圖案不能隨意更換，且工期長（一般為1個月）、成本高，另外，這些特殊的防偽紙張在造紙工藝上比普通紙張的造紙工藝要求更為嚴格，相應地，生產廢料也就更多，這就使得后期廢物處理的難度變大，增加了環境負擔。

2.油墨防偽

目前票據印刷使用的防偽油墨主要有：熒光防偽油墨、熱敏變色油墨、光變油墨、防涂改油墨、滲透油墨、紅外油墨、加密防偽油墨等。

油墨防偽技術主要是通過在油墨連結料中加入特殊性能的防偽材料，經特殊工藝加工而成。在很多防偽油墨的制造過程中，會添加大量重金屬物質（如光變油墨），而且為保證油墨良好的印刷適性，還會加入大量溶劑以調節油墨黏度等，那么印刷后，票據上肯定也會有重金屬等有害物質殘留，不利于環保。

3.印刷技術防偽

印刷技術防偽是通過對設備以及相關技術或工藝進行創新改進，以實現難以模仿的印刷效果，目前印刷技術防偽方式主要有彩虹印刷、組合印刷、可變數據印刷等。

使用這種防偽技術需要在印刷設備上有大量投入，同時由于這種防偽技術對設備、工藝以及印后加工技術水平的要求很高，導致成本增加、工序復雜，另外，采用這種防偽技術，生產過程中產生的廢品也會大量增加，并且絲網印刷往往會被用來實現印刷技術防偽，但絲網印刷耗材的環保性能通常較差，使用后也會對環境造成污染。

4.制版防偽

制版防偽技術是通過應用某種專業軟件設計出防偽底紋，這些底紋變化豐富，可有效防止偽造和掃描，比較常見的底紋形式有：團花、微縮文字、潛影、開鎖、變線寬等。在對防偽底紋進行設計和輸出時，對計算機的要求比較高。

數字水印防偽技術的實現

如前文所述，傳統票據防偽技術主要通過印刷設備、工藝、材料以及印后加工等方面的改進來實現票據防偽。但是，這些防偽方法在環保、成本等方面均存在諸多不足之處。因此，為了滿足社會對環保要求的提升，尋找防偽性較高且又具有環保性能的防偽技術成為票據印刷從業人員研究的重點。

數字水印技術就是這樣一種有效的防偽方法，其也是信息隱藏技術的一個重要研究方向。數字水印技術不會改變票據的視覺形象，同時又能達到先進的、安全的、較高級別的防偽水平。

數字水印技術是一種通過將特定的信息（如公司標志、序列號、版權信息等）嵌入到數字媒體中（圖像、語音、視頻等），達到隱藏信息，又可在特定情況下顯示數字水印信息的技術。

典型的數字水印技術的防偽模型有兩個主要過程：一是數字水印信息的嵌入；二是數字水印信息的提取。

1.數字水印信息的嵌入

數字水印信息的嵌入過程是利用小波算法，通過離散小波變換（DWT）將數字信息（數字水印信息以及待嵌入的數字媒體）轉換成相應的小波域系數，對其進行不同的編碼及變換，再進行密匙加密，兩者結合后再將頻域系數經逆變換，轉化為空間域數據，完成將數字水印信息嵌入數字媒體的過程（如圖1）。

2.數字水印信息的提取

數字水印信息的提取過程是數字水印信息嵌入的逆過程，它是將含有數字水印信息的數字媒體通過離散小波變換，轉換成相應的小波域系數，再進行密匙加密逆變換，并減去原始數字媒體頻域數據，剩下的數據經過逆變換，轉化為空間域數據，即可獲得數字媒體中所嵌入的數字水印信息。數字水印信息的提取過程如圖2所示。

一般，為了形象地表明票據的使用范圍，通常會在票據表面印刷一些包含特色內容的圖像，這些圖像一定是經過加網處理的，但是數字水印信息的提取過程卻是對連續調圖像的處理，因此提取票據表面的數字水印信息時，應在掃描完圖像后，先進行模/數（A/D）轉換，將掃描后的半色調圖像轉換成連續調圖像，才能滿足提取的數字水印信息的處理需求，在編寫基于半色調的數字水印技術嵌入與提取的算法時也需要提前考慮這些因素。

數字水印 優勢明顯

可以看出，與傳統防偽技術相比，數字水印防偽技術擁有以下優勢。

1.技術獨占性

在數字水印信息的嵌入過程中，不但可以將各種信息作為數字水印信息，同時在嵌入時，還可以進行密匙設置，這使整個過程的自主創新性較大，若不了解密鑰信息，要獲取數字水印信息幾乎不可能，因此該技術有著較強的技術獨占性。

2.節能、環保性

數字水印用戶可將他們以前的設計通過數字水印專用軟件變為防偽信息嵌入到印刷品中，無須改變印刷工藝流程，也無須增加特殊材料，只需在軟件方面進行投資，通過算法的不斷改進，軟件的不斷更新，就可完成數字水印防偽技術的不斷優化。同時，數字水印防偽技術對硬件投資以及紙張、油墨等原材料的性能要求并不高，能滿足正常網點清晰再現的印刷質量即可，與節能、降耗、環保等要求十分吻合，是一種符合社會發展需求的新型防偽技術。

3.應用性強

數字水印防偽技術可以與其他防偽技術組合，形成多重防偽技術，且不影響原有設計，如與二維碼技術（色塊）、開鎖防偽技術（間接顯示出圖像）等進行組合應用，可使產品的綜合防偽水平得到進一步提升。

光學防偽技術范文第3篇

紅外油墨與紫外激光防偽油墨均可稱為熒光油墨，熒光油墨是在票據中廣泛應用的油墨，其主要成分是熒光材料。熒光材料是不同色光結合成異常鮮艷的色光，當光停止照射時，熒光材料發光現象即消失，它是與高分子樹脂連結料、溶劑和助劑配比，經研磨而成。其需在特定波長的光照射下才能顯現已印刷的圖文，正是由于此特性，使得該油墨在印刷行業中的應用比較普及。

紅外防偽油墨

其原理是在油墨中加入吸收紅外線的物質而制成的。特點是在日光下看不見圖文，但在紅外檢測儀下可顯現出已印刷圖文，主要用于票據、證券等防偽印刷。紅外油墨的品種范圍比紫外油墨窄很多，在特定波長（980nm）的紅外光照射下呈現光亮的熒光綠。適用于UV和傳統平版印刷、柔印、凹印和絲網印刷。

紫外激光熒光防偽油墨

其常用材料分為3種：有機熒光材料、由高溫合成的無機熒光材料、化學合成的稀土有機絡合物熒光材料。原理是在油墨中加入具有紫外光激發的可見熒光化合物，在紫外光波長照射下能發出可見光的特種油墨。防偽特征是在紫外光（200～400nm）照射下發出紅、黃、綠、藍幾種顏色可見光（400～800nm）。適用于UV和傳統平版印刷、柔印、凹印和絲網印刷。

根據通過光的角度也就是視覺角度顯現印刷圖文可分為光變色油墨與視覺變色防偽油墨。

光變色油墨

其原理是在油墨中加入特殊材料，使得印刷圖文在不同光的角度下顯現出來。此類油墨主要應用于鈔票、身份證、護照等重要證件和有價證券。

視覺變色防偽油墨

視覺變色防偽油墨的原理是當視角改變時，會產生兩種截然不同的色彩。第一種顏色是全反射時所見到的，也就是在視角90度時所見的顏色，當扭轉60度到視角為30度時，第一種色彩被抵消，第二種色彩被強化。它是一種高科技安全防偽油墨，色料采用多層干涉光學碎膜，可以使用傳統雕刻凹版方式來印刷，不需要復雜或額外的檢測設備來分辨真偽。此類油墨適用于鈔票、商標、有價證券、包裝印刷等。

DNA防偽油墨

DNA防偽油墨是一種高科技生物防偽技術，它是利用DNA檢測等高新技術手段而發展起來的新型防偽技術。利用DNA序列的專一性及復雜性來進行防偽，具有不易被破譯、無法仿冒等特點，用遺傳工程技術處理后的DNA，經特殊工藝強化處理，再與特殊材料均勻混合，可在常態下長久保存。根據其性能可將DNA油墨分為3類：隱形DNA油墨、顯形DNA油墨和可食性DNA油墨。

1.隱形DNA油墨是將DNA與一般平、凹、凸、網版印刷油墨混合就能制作出多種多樣的隱形DNA防偽油墨。隱形DNA防偽油墨主要應用在商標、機密文件、芯片表面的辨識以及有價證券、彩票、郵票、海關貼條、身份證及藥品包裝印刷等領域。需要顯現圖文時必須涂布顯現介質。

2.顯形DNA油墨同樣也是將DNA與特殊油墨均勻混合，利用高能階生物變色反應，瞬間能量轉換與釋放系統，使顯形DNA防偽油墨具有立即辨認的功能。顯形DNA防偽油墨一般為藍色水性油墨，適用于網版印刷。這種油墨如今已開始實際應用，例如陽澄湖的大閘蟹防偽，就是利用顯形DNA油墨印制卷標進行防偽。從動物或植物中萃取DNA，透過純化、剪接、合成等步驟，再以專業的DNA納米分子包覆技術，生產合成DNA序列并將它摻入到油墨中，印刷成防偽卷標。

3.可食性DNA油墨是由DNA與可食性油墨合成的DNA防偽油墨，性能安全，對人體不會有任何傷害，主要應用于制藥產業，如膠囊、膜衣錠、糖衣錠等的圖文印刷。

歸納起來，DNA油墨具有以下特點：

①既可用于專業防偽（隱形防偽油墨），作為防偽的最終防線，也可用于大眾防偽（顯形防偽油墨）。

②DNA防偽油墨含獨特DNA序列，技術具有壟斷性，原料來源單一。

③用于綜合防偽。DNA防偽油墨可與熒光油墨混合，進行熒光印刷，還可直接印刷防偽版紋、微縮文字等。

④成本低。對于一般印刷方式而言，隱形DNA防偽油墨的耗損量低，用量經濟，單位成本較低。

⑤保存期長，一般可達50年以上，有的甚至達100年以上。

壓變色防偽油墨

其原理是在油墨中加入壓力致變色的化合物或微膠囊，在油墨中加入特殊化學試劑或含變色物質的微膠囊制成防涂改油墨。這種油墨印刷的有色或隱形圖文，當用硬質的物件或工具磨擦、按壓時，發生化學的壓力色變或微膠囊破裂染料顯漏而出現紅、藍、黑、綠、紫、黃等顏色變化，可根據要求選擇顯示的顏色并可設計暗記。

濕變色防偽油墨

該油墨色料中加入隨濕度變化而顏色改變的物質而制成的，特點是濕度變化，顏色隨之改變，和光變色油墨原理有點相似。該油墨有可逆、不可逆兩種，有藍、綠、黑、紅4種顏色。

熱敏變色防偽油墨

其原理是色料采用顏色隨溫度變化的物質。熱敏變色物質可分為無機鹽類、配位化合物、有機物和液晶高分子等。在外界溫度變化的條件下，油墨顏色發生改變。通常可分為可逆熱敏變色防偽油墨和不可逆熱敏變色防偽油墨。

1.可逆熱敏變色防偽油墨既可以由有機化合物產生，也可由無機化合物產生。有機化合物可逆變色機理：有機化合物產生可逆變色是由于隨著溫度的改變，分子結構發生變化，即電子給予體與電子接收體之間發生了移動兩種空間構型或兩種晶體結構互變分子受熱開環或產生自由基等引起油墨顏色變化。可用在咖啡包裝的標簽上，通過顏色變化或信息顯示確定咖啡是否太熱或太冷，還可用在嬰兒沐浴露中，用于指示洗澡水的溫度是否過熱。

2.不可逆型熱致變色化合物是指加熱變色后的顏色在冷卻時顏色不能復原的化合物。用熱致變色的化合物作為色料制作的油墨叫做熱敏防偽油墨，也可叫示溫變色油墨。目前，溫變油墨使用較多是可逆型溫變油墨。熱敏防偽油墨檢測方便，適合大眾鑒別，廣泛應用在名牌產品的包裝上，特別是香煙包裝上。當驗證商品真偽時，使用具有一定溫度的熱源，如打火機、火柴、倒入開水的杯子、熱吹風機等進行烘烤，暗記部位即刻產生明顯的色彩變化，隱蔽標識也相繼出現，可迅速辨出商品的真偽。缺點是膠印、凸印顯色效果差，運用絲網印刷和凹印效果好。

磁性防偽油墨

采用具有磁性如氧化鐵和氧化鐵中摻鈷等粉末材料作為一種功能成分所制作的防偽印刷油墨。用該油墨印刷的圖案和標識，用磁檢測器可檢出磁信號，用其印刷的密碼等信息可用解碼器讀出，它是最常應用的防偽油墨。磁性油墨最早用于印刷信用卡上的編碼，其突出特點是外觀色深，檢測儀器簡單，用磁檢測儀可檢出磁信號譯碼。磁性油墨除了銀行和郵政用于磁性油墨字母辨認法外，還有閱讀器，亦稱光學掃描器，是一種利用光學原理來辨認字母符號的設備。另一個主要用途是印刷信貸卡片上的磁帶條、購物卡、飯票磁卡及參觀卡。

智能防偽油墨

該油墨主要是利用防偽材料或膠水等的多變性而制成的新型油墨。該油墨所含防偽材料由多種可變化學物質構成，其征化合物的性質、種類、數量、含量、存在形式等信息決定了防偽材料的特殊性和個性。

防涂改防偽油墨

防涂改防偽油墨是指在油墨中加入對涂改用的化學物質具有顯色化學反映物質的油墨。

防涂改油墨的防偽原理是：

①使用遇到消字靈或其他涂改液就能退色的顏料，如一些鹽基性染料、印刷有價證券金額欄的底紋。

②使用遇到消字靈或其他一些化學物質就能變色的連結料如聯苯酚等制作防涂改油墨。用此油墨印刷的支票大寫欄等，一旦遇到消字靈或其他涂改液即變色或顯出“作廢” 等字樣。

印刷專色防偽油墨

印刷專色防偽油墨是由色料、填充料、連結料等混和而成的。其中色料的成分選擇是決定印品色相及鮮艷程度的重要因素。墨色調配是一個非常復雜的問題，自然界中的一些有機顏料和無機顏料的彩度、亮度差異及一些固有色是人工合成無法實現的。不同油墨廠生產的同一型號里，不同批次間，其色彩也不盡相同。因此，一些用量較大的包裝裝潢品使用廠家，都把自己的產品定點在一些規模較大和技術較先進的印刷廠家印刷，同時又在油墨廠定制了每種產品印刷的專用油墨，其配方由油墨廠負責保密。

激光全息標志結合熒光加密防偽油墨

其防偽功能主要體現在工藝方法的復雜。在紫外光下顯示特殊的各色熒光圖文，具有耐磨擦、耐熱、檢測方便、準確、防偽性強的特點。激光全息標識在商標、企業標識等領域已經廣泛使用。我國現已研究開發出一種激光全息標識二次加密綜合防偽技術。

當然，科學同樣存在弱點和缺陷，在使用特種防偽油墨的時候要注意以下幾個問題：

1.清洗設備：許多防偽油墨都是無色油墨，在印刷前必須清洗干凈滾筒、刮墨刀等。

2.注意潤版液的選用：熒光、熱敏等油墨的耐醇性不好，在采用此類油墨時，最好不采用酒精潤版。注意紫外線對人體的輻射：采用短波熒光時，由于254nm紫外光直接照射會傷害人的皮膚和眼睛，產品檢測必須采用有保護裝置的檢測工具。

光學防偽技術范文第4篇

論文摘要：回顧了全息術的歷史，闡述了全息術的基本原理，然后介紹了全息術在實際中的應用及其發展方向。

我們看到的世界是三維的、彩色的，這是因為每個物體發射的光被人眼接受時，光的強弱、射向和距離、顏色都不同。從波動光學的觀點看，是由于各物體發射的特定的光波不同，光的特征主要取決于光波的振幅(強弱)，位相(同相面形狀)和波長(顏色)。如果能得到景物光波的完全特征，就能看到景物逼真的三維像，這就是全息術。全息術誕生到現在60年來取得了很大的進展，已被廣泛地應用于近代科學研究和工業生產中。

1全息術的歷史和發展階段

1948年，丹尼斯·蓋伯提出一種記錄光波振幅和相位的方法，隨后用實驗證實這一想法，即全息術，并制成世界上第一張全息圖。蓋伯本來是為提高電子顯微鏡的分辨率而提出的設想，雖然未能用電子波證實其原理，但用可見光證實了。從第一張全息照片制成到20世紀50年代末期，全息圖制作具有以下共同特點：全息圖都是用汞燈作為光源；而且是所謂同軸全息圖，即物光和參考光在一條光路上得到的全息圖。這一時期的全息圖被稱為第一代全息圖，標志著全息術的萌芽。第一代全息圖存在兩個嚴重問題，一個是再現的原始像和共軛像分不開，另一個是光源的相干性太差。因此在這十多年中，全息術進展緩慢。

1960年激光的出現，提供了一種高相干度光源，為全息技術發展提供了可能。針對第一代全息技術出現的問題，利思和烏帕特尼克斯(1962)提出，將通信理論中的載頻概念推廣到空域中，用離軸的參考光與物光干涉形成全息圖，再利用離軸的參考光照射全息圖，使全息圖產生三個在空間互相分離的衍射分量，其中一個復制出原始物光。該方法被稱為離軸全息術，這是全息術發展的第二階段。第二代全息術解決了光源的問題，并且在立體成像、干涉計量檢測、信息存貯等應用領域中獲得巨大進展，但是激光再現的全息圖失去了色調信息。

科學家們開始致力于研究第三代全息圖到。這是用激光記錄，而用白光再現的全息圖，在一定的條件下賦予全息圖以鮮艷的色彩。第三代全息術已經在很多領域的到了應用，例如：像全息、反射全息、彩虹全息、模壓全息等。

激光的高度相干性，要求全息拍攝過程中各個元件、光源和記錄介質的相對位置嚴格保持不變，這也給全息技術的實際使用帶來了種種不便。于是，科學家們又回過頭來繼續探討白光記錄的可能性。第四代全息圖應該是白光記錄白光再現的全息圖，它將使全息術最終走出有防震工作臺的黑暗實驗室，進入更加廣泛的實用領域。

2全息術的基本原理和特點

全息術是一種“無透鏡”的兩步成像法，它能在感光膠片上同時記錄物體的全部信息，即物體光的振幅和位相。全息照相過程分全息記錄和再現兩步：第一步稱為波前記錄(全息記錄)；第二步物體的再現(重現)。

波前記錄依據的是干涉原理，物光波和參考光波相干疊加而產生干涉條紋。干涉條紋的反襯度記錄了物光波前的振幅分布，干涉條紋的幾何特征(包括形狀、間距、位置)記錄了物光波前的位相分布。就是說，全息圖上的強度分布記錄了物光波的全部信息-振幅分布和位相分布，它們分別反映了物體的明暗和縱深位置等方面的特征。應當指出，任何感光底片都只能記錄振幅(或者說強度)的分布，而不能直接記錄位相分布，全息照相之所以能記錄位相分布，是利用了參考光波把它轉化成了干涉條紋的強度分布。假如沒有參考光波，或者它與物光波不相干，波前上的位相分布是不可能記錄下來的。

波前再現的理論依據是衍射原理，照明光波(再現光)經過全息圖衍射后出現一個復雜的光波場。全息圖的衍射波含有三種主要成分，即物光波(+1級衍射波)，物光波的共軛波(-1級衍射波)，照明光波的照直前進(零級衍射波)。在現代記錄和重現的全息照相裝置中，這三種衍射波在空間彼此分離，互不干擾，便于人們用眼睛或鏡頭去觀測物光波的虛像或其共軛波的實像。

全息術的原理決定了它所記錄的全息圖有下列特點：

(1)三維性——因為全息圖記錄了物光的相位信息，圖像具有顯著的視差特性，可以看到逼真的三維圖像。

(2)不可撕毀性——因為全息圖記錄的是物光與參考光的干涉條紋，所以具有可分割性。它被分割后的任一碎片都能再現完整的被攝物形象，只是分辨率受到一些影響。

(3)信息容量大——同一張全息感光板可多次重復曝光記錄，并能互不干擾地再現各個不同的圖像。

(4)全息圖的再現相可放大或縮小——因為衍射角與波長有關，用不同波長的激光照射全息圖，再現相就會發生放大或縮小。

3全息術的主要應用及其發展方向

全息術經過60年的發展，已與計算機技術、光電技術以及非線性光學技術緊密結合，成為一種高新技術，擴展到醫學、藝術、裝飾、包裝、印刷等領域，在一些發達國家還興起了全息產業，并且正在形成日益廣闊的市場，實用前景非常可觀。本文介紹全息術中幾個應用較為廣泛、產業化較成熟的領域并說明其發展方向。

3.1全息存儲

全息存儲是依據全息術的原理，將信息以全息照相的方式存儲起來，它利用兩個光波之間的耦合和解耦合，可以把信息存儲和信息之間的比較(相關)、識別，甚至聯想的功能結合起來，也就是可以把信息存儲和信息處理結合起來。用于全息信息存儲的記錄介質較多，可永久保存信息的全息圖用銀鹽干板、銀鹽非漂白型位相全息干板、光聚合物及光致抗蝕劑等；可擦除重復使用的實時記錄材料有光導熱塑料、有機或無機光折變材料等。全息存儲在存儲容量方面具有巨大的優勢，原因是：

(1)全息存儲具有存儲容量大的優勢。用感光干板作為普通照相記錄信息時，信息存儲密度的數量級一般為105bit/mm2；用平面全息圖存儲信息時，存儲密度一般可提高一個數量級達106bit/mm2；如果用體全息圖存儲信息時，存儲密度可高達1013bit/mm2。

(2)全息存儲具有極大的冗余性，存儲介質的局部缺陷和損傷不會引起信息丟失。

(3)全息存儲具有讀取速率高和能并行讀取的特點，每個數據頁可包含達1Mbit的信息，寫人一頁的時間在100ms左右，讀信息的時間可以小于100μs，而磁盤的尋址時間至少需要10ms。

當前，在世界范圍內掀起了全息存儲研究的熱潮，并取得很大的進展，其主要表現在：

(1)存儲容量迅速提高和性能不斷改善，并逐步走向實用化。例如，1994年美國加州理工學院在1cm3摻鐵妮酸銼晶體中記錄了1000幅全息圖，同年，斯坦福大學的一個研究小組把經壓縮的數字化圖像視頻數據存儲在一個全息存儲器中，并再現了這些數據而圖像質量無顯著下降。1999年美國加州理工大學利用空-角復用技術，在同一塊在摻鐵鈮酸鋰晶體中存儲了26000幅全息圖。北京清華大學實現了在摻鐵妮酸鏗晶體中的同一空間位置記錄1500幅全息圖，并研制了具有緊湊結構的靈巧型全息存儲裝置。

(2)實用化的全息存儲系統逐漸推出。例如，1995年由美國政府高級研究項目局(ARPA)、IBM公司的Almaden研究中心、斯坦福大學等聯合成立了協作組織并在美國國家存儲工業聯合會(NS1C)支持下川，投資約7000萬美元，實施了光折變信息存儲材料(PRISM)和全息數據存儲系統(HDSS)項目，預期在5年內開發出具有容量為1Tbit數據，存儲速率為1000MB/s的一次寫人或重復寫人的全息數據存儲系統。同樣的研究在法國、英國、德國和日本等國家也正在加緊進行。

近幾年來，光電子技術和器件取得了系列重大進展，為全息存儲器提供了所必要的高性能半導體激光器、液晶空間光調制器、CCD陣列探測器等核心元器件，全息存儲的理論和方法的發展使這項技術日趨成熟然而，美中不足的是全息圖的壽命問題尚待解決，雖然張澤明、謝敬輝等對Ce：Fe：LiNbO3晶體的全息存儲和熱定影進行了理論和實驗研究，從方法上給出了記錄角度越大，光柵周期越小，熱定影所需最小離子數密度越高，存儲系統的整體性能越好，但是目前還未解決的一個難題是尋找合適的記錄材料。無疑，這將成為全息存儲界研究的熱門課題。

3.2顯示全息

顯示全息技術是在激光透射全息圖的基礎上來制作各種類型的全息圖，如白光反射全息圖、白光透射全息圖等，各種類型的顯示全息圖可用于舞臺布景、建筑、室內裝飾、投影等；再如，以動態顯示的全息技術、層面X射線照相術、3DCAD技術、3D動畫片、雷達顯示、導向和模擬系統等，每3年一次的顯示全息國際會議上都有全息界泰斗展出令人吃驚的全息圖，它們充分展示了全息技術創造性的魅力和藝術的美。

顯示全息目前主要有兩大類：第一類是Lippmann全息圖，制作方法有Denisyuk的單光束法和Benton的開窗法。第二類是S.A.Benton的彩虹全息圖，這是一種透射式顯示全息圖，可在白光照明下再現立體圖像，且圖像的顏色隨觀察的位置的變化而變化，從紅到紫如雨后彩虹而得名。隨著高質量記錄材料的發展，隨后的一些研究者和藝術家不斷追求更實用的拍攝技術，如假彩色編碼和真彩色反射全息圖等。美國光學學會主辦的《AppliedOptics》和《OpticsLetters》在20世紀80年代都有關于這方面的論文報道。由SPIE主辦的《Holosphere》和美國全息制造商協會主辦的《HolographyNews》以往和近年都不斷地報道有關顯示全息圖的最新制作技術和商業信息。但從這些報道情況來看，顯示全息存在不足主要表現在：

(1)視角范圍、圖像體積有限；

(2)沒有獲得特別有效的全息圖的計算方法；

(3)由于全息計算數量巨大，導致動態顯示異常困難。克服以上不足，將可能成為顯示全息研究的幾個熱點。

近年來，顯示全息技術掀起一場數字化變革，數字合成全息技術為全息三維顯示開辟了前所未有的應用前景。隨著計算機運行速度的提高和高分辨空間調制器件的發展，利用顯示全息的大視場、大景深、全視差、真彩色、可拼裝、價格低廉等特性，在不久的將來開發出真正意義的全息電影和全息電視，為顯示全息技術創造良好的商業前景。

3.3模壓全息

模壓全息是1979年RCA公司為解決視頻標準件的全息拷貝而提出的，它是將全息術和電鍍、壓印技術結合起來，使全息圖的制作產業化，用白光再現時，可得到色彩鮮艷逼真的三維圖像，并可通過印刷方式大批量生產，使得它在許多領域得到廣泛的應用，以商品形式走向市場。模壓全息的制作主要分為三個階段：激光攝制原片全息圖；電成型制金屬模板；模壓復制。這三個階段生產工藝和技術要求都比較高，因此，模壓全息作為安全防偽首當其沖，是安全防偽技術的一個里程碑。正如全息圖的新奇性、強烈的視角效果、制作的難度以及易于應用在鈔票的包裝上，不能去除性、價格低廉、容易驗證等特點，使它很快占領了防偽領域。模壓全息是一種技術與藝術結合的高科技產品，無論在高檔商品促銷、名優商品的防假冒或在有價證券(如信用卡、鈔票、護照簽證)的防偽和加密以及圖書、印刷、印染、裝磺、紀念郵票和廣告標牌等都有采用模壓全息技術，并備受使用者青睞。

模壓全息出現于20世紀70年代，80年代中期已形成了一種產業，90年代達到了鼎盛時期。本世紀初，隨著防偽技術要求的不斷提高，模壓全息技術又有了新的突破：美國斑馬圖像公司推出了二維圖像的數字化采集和拍攝技術；2003年，蘇州大學研制成功并已批量生產“數碼激光全息照排系統”；同年，倪星元、張志華等成功研制了可替代傳統鍍鋁防偽薄膜的透明TiO2激光全息防偽薄膜。這些模壓全息的一個個技術突破，使防偽功能有了提高，讓激光全息防偽技術達到新的境界。

模壓全息產業在我國起步較晚，但發展速度迅猛，目前國內已有100多條模壓全息生產線。為了使模壓全息技術健康發展，我國模壓全息產業發展必須在三個方向上引起重視：首先是開拓全息燙金材料，取代金膜和銀膜，其次開發全息包裝材料，實現立體防偽包裝，第三個方向是模壓全息技術和現代印刷術相結合，體現傳統的美術效果和現代科技的藝術魅力。

3.4全息干涉計量

全息干涉計量術是將不同物光，在不同的時間記錄在同一張全息干板上，然后利用全息術的空間波前再現原理，非接觸地對物體表面進行三維測量而獲得信息。全息干涉計量術是全息應用的一個重要方面，它能實現高精度非接觸性無損測量，比一般光學干涉計量有很多優點。一般光學計量只能測量形狀比較簡單、表面光度很高的零部件，而全息計量方法則能對任意形狀、任意粗糙表面的物體進行測量，測量精度為光波波長λ的數量級。目前，全息干涉計量術在方法上先后發展了實時全息干涉法(單次曝光法)、二次曝光全息干涉法、時間平均全息干涉法、雙波長干涉法以及雙脈沖頻閃全息干涉法，此外，J.A.Leendertz開辟了全息干涉計量術的另一個新的分支-激光斑紋計量術。隨著光電技術、計算機技術、CCD器件及光纖技術的飛速發展，使得全息干涉計量技術在信息采集和處理上更為方便、快捷和可靠，并得以在惡劣環境條件下對某些物理量進行定時測量。再加之相移技術、外差技術和鎖相技術等，可使測量精度提高到λ/100或更高。

全息干涉計量在20世紀80年代美國等西方先進國家已產業化，我國在20世紀80年代初有幾所大學和科研單位的研究項目通過鑒定，其中有些達到當時的先進水平。經過近幾年的開發和研制，我國在全息干涉計量測試設備方面主要發展有：

(1)用于測試火箭發動機噴霧化特性的YSCI型離子瞬態激光全息測試儀；

(2)用于激光熱核聚變稠密等離子體電子密度測量的SPQ-1型四分幅皮秒紫外線激光全息探測儀；

(3)包括記錄、再現、圖像處理三部分的瞬態激光全息干涉計量測試系統；

光學防偽技術范文第5篇

在中國改革開放之初，香港CPM貿易有限公司是第一批進入中國內地市場的外資企業，作為CPM貿易有限公司董事總經理的鄭小玲，從20世紀80年代初就致力于幫助中國企業進行技術改造升級，她將當時世界上最先進的技術和設備介紹給中國企業，為企業進行技術改造升級提供了重要的技術來源。在進入中國的前幾年，CPM公司成功辦理了多個交鑰匙工程，這些業務贏得了中國企業的高度認可。

為進一步拓展CPM公司在華業務，總經理鄭小玲對中國企業進行了深入的考察和調研，這些年她的足跡遍及中國的大江南北，經她促成的合作涉及央企、國企、外企和民企；橫跨機床行業、陶瓷和家用電器等輕工行業、水泥玻璃等建材行業以及防偽光學等高科技行業；引進的技術和設備超過二三百臺、生產線20多條。

特別是在中國加入世貿組織后，她敏銳地察覺到中國在國際化過程中出現的新商機：“中國加入世貿增加了公平競爭的機會，大家必須根據世貿的游戲規則來做，這無形中就給中國企業的出口提供了公平的機會。但是在公平的同時，質量也一定要保持水準。我們是做高端產品出口的。我們合作伙伴的素質也在不斷提高，更加注重產品質量。”