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激光全息技术作为防伪技术的潜能与发展－傅子平

激光全息技术是继激光器于上世纪60年代问世之后迅速发展起来的一种立体照相技术，在图像橱柜三维显示、干涉计量和无损探伤等领域得到了成功的应用。70年代，随着激光全息图大批生产，亦即模压全息技术的发明，激光全息技术成为一种防伪新手段，先后被应用在信用卡、证件和有价证券等防伪范畴。

由于激光全息图像的强烈视觉冲击效果，以及信息显示大容量、多通道和色彩丰富。激光全息技术迄今为止仍是国际上用于公众防伪的主流技术，其便于识别、难于仿制和易于批量生产的特点很难在短时期内被其他防伪技术所替代。

我国将激光全息术用于防伪始于80年代，90年代为模压全息防伪的鼎盛时期。随着全息防伪的广泛应用和其他防伪技术的出现，人们对全息防伪众说纷纭，顾虑重重。厂家过多、产品过剩、竞争过度也就决定了拉力机的结构可能是模压全息防伪陷入信任危机的首要原因。但从纯技术的角度上讲，图像来源简单、照相技术守旧和记录材料单一，同样也是诱发信任危机的根源。因此，如何把激光全息技术作为防伪技术的发展方向，不断挖掘其潜能和创新产品是至关重要的。

图像显示偏重立体

将激光全息技术作为铝箔卷防伪手段应用的主要特点在于三维图像显示。在白光源的倾斜照明下，全息图能再现出一幅凸出凹入、栩栩如生的立体图像，它不同于一般印刷、绘画和摄影的平面图像，对视觉具有较强的刺激，令人过目不忘。在同样尺寸的全息图上记录和重现一幅立方体图像或者平面图像，显然其信息含量和视觉感觉是截然不同的。目前，市场上商品使用的大多数模压全息防伪标识只能重现出由商标和文字构成的平面图像，顶多做到前后分层、图文分色。而这些平面图像仅用一般的印刷软、硬件便可获得，其防伪力度不言而喻。重现立体图像是激光全息技术之本，也是激光全息技术作为防伪手段的纲。一幅精致的立方体图像容易让人记住、识别，却不容易被人抄袭、仿冒。因此，从源头做起，采用下述方法去设计、制作激光全息防伪标识的图像，能有效降低被仿冒的可能性。

静态法 采用人工或者激光雕刻的方法，精心制作立体模型，在连续激光器下摄制成全息图。此法的仿冒难点在于很难在短时间内仿制一模一样的立体模型。

动态法 采用不同形状、大小的物体或者液体作为拍摄模型，在脉冲激光器下摄制成全息图。此法的仿冒难点在于不能重复出在拍摄瞬间记录下来的动态立体图像，就连制作者本人也无法重复出那一时刻的随机分布景象。

分解法 采用普通摄像、摄影的方法，对随时间变化的人物或植物或动物进行视角抽样拍摄，然后把这些在不同视角和不同时刻获得的平面画面，在连续激光器下全息合成一幅因视角改变而反映随时间变化的立体图像。此法仿冒的难点在于不可能重现在那一时间里被拍摄物的变化情况。

计算法 采用计算全息或计算机设计并全息合成，能够重现一幅三维立体、造型奇特的抽象图像作为真伪标志识别。此法仿冒的难点在于抽象图像的软件相当复杂、烦琐，很难在短时间内破译、复制。

照相技术力求突破

激光全息技术中的白光显示技术，无论是彩虹全息还是反射全息的照相原理都已经是经典的理论了。我们能够寻求的突破只能限制在激光器与光学元件、光电图像转换器件与记录设备等方面。下述的几种照相技术有望突破传统的照相方式，使激光全息防伪达到新的境界。

光刻点阵全息技术 将摄制全息图的满版曝光分解成逐点曝光，通过计算机编程控制每个点即光栅象素的方向来实现图形的显示及变化。光刻全息图由于引入了计算机技术，使单调乏味的暗房操作变得轻松简单，图像的显示也变得变化万千，随心所欲。目前光刻点的分辨率已达到了1200dPi，光刻的速度超过了20点／秒。随着国产光刻全息机销量的增加，人们比方假设扩大配置的传感器在10扭距的话的担心也随之增加，由于光刻全息机的计算机化操作，其图形的仿制变得更加容易实现。改变这一现状的努力方向是：

·光栅象素的大小、方向和位相都能控制，从而再现出完全立体图像；

·把光栅象素分成红、绿、蓝三个子象素，以实现图像的真彩色再现；

·将光栅象素点的形状和覆盖率变成可调，点大小的变化可以增添一种水印图像，点形状的变化能够提供一种防伪特征。

实时光电图像转换全息合成 在计算机日新月异的今天，通过投影式彩色液晶显示屏可以把计算机内存贮的彩色图片十分方便的投影到屏幕上。这种光电图像实时转换器件的出现为平面图形合成立体图形提供了技术上的方便，通过数码相机的支持，可以轻松的完成合成全息图的制作。

光聚合物反射全息图 光聚合物全息记录材料是由美国宝丽来和杜邦公司率先发明的一种高分率全息介质，由它制作的反射全息图具有高质量、高亮度的立体图像，极其适合用于公众防伪的标贴。质量稳定的记录软片和可靠连续的曝光显影设备是光聚合物反射全息图用于防伪标贴的关键所在。要求光聚合物软片的分辨率≥8000线对／毫米，衍射效率≥85％，曝光显影设备能够连续成批生产，车速≥1米／分。

真彩色全息图 采用三原色波长光谱输出的激光器、光路和全谱介质去摄制一幅彩色、立体的全息图像将具有较高的防伪性能和欣赏价值。具有等双率输出、稳定性和相干性的三波长激光器。具备对红、绿、蓝三波长能够感光的全息记录介质并能控制再现象波长与亮度的显影工艺是制作真彩色全息图的前提。

脉冲激光全息图 一般全息图的摄制都是在稳定的光学平台上完成的，被摄物为接近刚性的物体，曝光过程不允许有半点震动，这大大限制了拍摄对象的范围。利用脉冲激光器在几个毫微秒内发出的高能激光，可以把运动中的任何有形物体瞬间冻结、记录下来，甚至可以记录一些不能重复的景观图像。一幅不能重复的、三维立体的和容易识别的图像在防伪标识中具有较高的使用价值。

记录材料不断创新

这里的记录材料是指能批量生产的承载彩虹全息图或者反射全息图的材料。对彩虹全息图来说是模压材料，对反射全息图来说是感光材料。全息模压材料十几年一贯制，不是银膜就是金膜，且有厂家专门生产、销售，有悖于防伪产品的独占性和惟一性。因此，在记录材料上创新是提升激光全息防伪性能的有效途径。下面的几个例子即是记录材料创新中的典型代表。

规则揭露型全息防伪标识 此种标识的显著特点在于将标识揭开后，能规则的显露出图文。留住层显现铝薄阳字时，揭去层则显现镂空阴字，阴阳相对，内容相同，大小相等，揭露图文的分辨率可高达200dPi。它具有一次使用、识别方便和仿冒困难的优点，十分适合封口类防伪标识，另外这种类型的标识是单位面积信息容量最大的载体，能显现四种互不干扰的图文信息。第一层，表层的印刷图文（防伪油墨印刷）；第二层，铝膜层的全息图文；第三层，揭露层的图文；第四层，切胶机底层的印刷图文。

<混流泵p>局部镂空型全息防伪标 采用在模压薄膜铝面凹版印刷耐蚀技模的方法，经过蚀刻，可以把镀铝薄膜上的铝规则地镂空，楼空的精度可达175dPi以上。此法的优势在于利用蚀刻的工艺及精度来提高标识的防伪力度。目前这种技术已用在全息防伪标贴、香烟防伪金拉线及塑料安全线上，并取得了成功。

透视型全息薄膜 此类产品的共同点是薄膜覆盖的印刷图文可以透过全息薄膜被观察到，且不影响全息图文显现。透视型全息薄膜因生产工艺的不同现有三个品种。一是金属点类，它依靠金属点储存全息图像，通过透明墙透视覆盖图文；二是蒸镀氧化物类，就是把承载模压全息图的透明树脂薄膜，在浮雕面连续蒸镀高折射率的氧化物保护层，以保证全息图像不受损失；三是蒸镀金属类，通常是在透明树脂薄膜上连续蒸镀一层半透半反的铝薄膜，从而兼顾模压全息图的衍射效率与覆盖图文的透过率。透视型全息薄膜主要用于证件护卡膜、塑料包装和印刷覆膜。

印刷透视全息图 根据普通印刷局部（开窗）上光的原理，在承印物的设定位置上经过UV树脂印刷，半固化、全息浮雕模压、固化和高折率防护层的形成等多项工艺过程，可以把透视全息图方便地印刷在纸张、金属和纺织品等物品上。虽然这项技术还处于研制阶段，但它的应用前景是十分广阔的。

彩虹全息纸 经过一定的工艺处理后，把塑料薄膜（BOPP、PET）上的模压全息图完整地转移到纸基上就形成了彩虹全息纸。彩虹全息纸十分适合烟、酒和药等商品的高档包装盒，不仅能起到防伪作用，而且还能发挥出其他纸张无法比拟的装饰美化效果。

综上所述，只要在图像显示、照相技术和记录材料三方面不断地挖潜、完善和创新，紧紧地把握住全息与其他防伪技术相结合，全息与印刷相结合，全息与包装相结合的发展方向，激光全息防伪技术就能重新焕发青春，重新赢得信任。

作者简介：

而不是政府给企业的压力傅子平，吉林省辽源市人，现任中国空间技术研究院高级工程师、北京全息印刷技术有限公司总经理。

傅子平长期从事信息光学和防伪学方面的教学与科研，尤其在光学全息方面有较高的造诣。十几年来，在国内外共发表论文数十余篇；发明了用于实时全息记录的DP材料，用于信息存储的全息相移透镜及激光散斑调制版和用于公众防伪的规则揭露型防伪标识；开发出国内首条DDG全息图（激光宝石）生产线。他取得的主要科技成果已有四项通过了部级鉴定，三项获得了国家专利。曾获国家科技进步三等奖一次，部级科技进步奖三次，北京市学术成果奖一次，北京发明银奖一次，1986年获得北京首届青年科技奖，1990年又获得中国青年科技奖。

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