全息術(shù)的發(fā)明與發(fā)展
~> PgJ ^G 全息術(shù)即全息照相術(shù)，是記錄波動(dòng)（包括機(jī)械波、電磁波和光波）干擾的振幅和位相分布，以及使之再現(xiàn)的專(zhuān)門(mén)技術(shù)。它廣泛地用作三維
光學(xué)的成像，也可用于聲波（聲全息）和射頻波�！叭ⅰ币馑际侨康男畔�，即不僅是振幅信息，還包含位相信息在內(nèi).
w(Gz({l+ 1948年英藉匈牙利物理學(xué)家丹尼斯·蓋伯為了提高電子
顯微鏡的分辨本領(lǐng)提出了全息術(shù)的最初設(shè)想。隨后，他采用汞燈作
光源，首次拍攝了第一張全息照片（即全息圖），并獲得了相應(yīng)的再現(xiàn)像，從而創(chuàng)立了全息術(shù)（為此，他于1971年得到了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）。但是由于當(dāng)時(shí)缺乏明亮的相干光源（
激光器），全息圖的成像質(zhì)量很差。在上個(gè)世紀(jì)50年代里，這方面的工作進(jìn)展相當(dāng)緩慢。直到60年代出現(xiàn)激光這一相干強(qiáng)光源之后，全息術(shù)才得以迅速發(fā)展，成為現(xiàn)代光學(xué)中十分活躍的分支.
#\L Z;&T'N 1962年隨著
激光器的問(wèn)世，利思和烏帕特尼克斯（Leith and Upatnieks）在蓋伯全息術(shù)的基礎(chǔ)上引入載頻的概念，發(fā)明了離軸全息術(shù)，有效地克服了當(dāng)時(shí)全息圖成像質(zhì)量差的主要問(wèn)題——孿生像，三維物體顯示成為當(dāng)時(shí)全息術(shù)研究的熱點(diǎn)，但這種成像科學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，制作和觀(guān)察這種全息圖的代價(jià)是很昂貴的，全息術(shù)基本只是一個(gè)需要高昂經(jīng)費(fèi)來(lái)維持的實(shí)驗(yàn).
T(JuL<PB 1969年本頓（Benton）發(fā)明了彩虹全息術(shù)，掀起以白光顯示為特征的全息三維顯示新高潮。彩虹全息圖是一種能實(shí)現(xiàn)白光顯示的平面全息圖，與丹尼蘇克（Denisyuk）的反射全息圖相比，除了能在普通白熾燈下觀(guān)察到明亮的立體像外，還具有全息圖處理工藝簡(jiǎn)單、易于復(fù)制等優(yōu)點(diǎn)。把彩虹全息術(shù)與當(dāng)時(shí)發(fā)展日趨成熟的全息圖模壓復(fù)制技術(shù)結(jié)合起來(lái)便形成了目前風(fēng)靡世界的全息印刷產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)生了全息信用卡、全息商標(biāo)、全息鈔票、全息卡通、全息裝飾材料、甚至全息服裝等保安防偽及裝璜裝飾的全息圖新應(yīng)用。因此可以說(shuō)彩虹全息術(shù)的發(fā)明才真正使全息防偽成為可能。
JIMWMk;ot 經(jīng)過(guò)數(shù)十年發(fā)展，激光全息防偽產(chǎn)品也從最初的全息防偽標(biāo)識(shí)逐步升級(jí)發(fā)展為第二代、第三代甚至第四代激光防偽技術(shù)。
"?P[9x} 第一代激光防偽技術(shù)
pr$~8e=c 第一代激光防偽技術(shù)主要用于制作激光模壓全息圖像防偽標(biāo)貼。
.A(i=!{q 70年代末期，人們發(fā)現(xiàn)全息圖片具有包括三維信息的表面結(jié)構(gòu)（即縱橫交錯(cuò)的干涉條紋，這種結(jié)構(gòu)是可以轉(zhuǎn)移到高密度感光底片等材料上去的）的特點(diǎn)。1980年，美國(guó)科學(xué)家利用壓印全息技術(shù)，將全息表面結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到聚酯薄膜上，從而成功地印制出世界上第一張模壓全息圖片。這種激光全息圖片又稱(chēng)彩虹全息圖片，通過(guò)激光制版將影像制作到
塑料薄膜上，而產(chǎn)生五光十色的衍射效果，使圖片具有二維、三維空間感。在普通光線(xiàn)下，圖片中隱藏的圖像、信息會(huì)重現(xiàn)，而當(dāng)光線(xiàn)從某一特定角度照射時(shí)，圖片上又會(huì)出現(xiàn)新的圖像。這種模壓全息圖片可以像印刷一樣大批量快速?gòu)?fù)制，成本較低，還可以與各類(lèi)印刷品相結(jié)合使用。至此，全息術(shù)向應(yīng)用邁出了決定性的一步。
jQ?LH UE 當(dāng)時(shí)這種模壓全息圖片的制作技術(shù)非常先進(jìn)，只有少數(shù)人掌握，于是就被用來(lái)制作防偽標(biāo)識(shí)。其防偽的原理是：
qcYNtEs*c 1.在拍攝激光全息圖片的整個(gè)過(guò)程中，如果有任何一項(xiàng)條件不同（如拍攝彩虹全息的條件），則制作出來(lái)的全息標(biāo)識(shí)的效果就會(huì)有差異；
+qhnP$vIe 2.這種全息圖像的全息信息用普通相機(jī)無(wú)法拍攝，因而全息圖案難以復(fù)制。
]rnXNn ; 第一個(gè)將全息圖片用作防偽標(biāo)識(shí)的產(chǎn)品是JohnnyWalke-Whishy（一種威士忌），使用了該種防偽措施，該酒的銷(xiāo)售額較以前增加了45%左右。
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P>@n# 激光模壓全息防偽技術(shù)在八十年代末九十年代初傳入我國(guó)，1990年至1994年期間，全國(guó)各地引進(jìn)生產(chǎn)線(xiàn)上百條，數(shù)量占當(dāng)時(shí)世界生產(chǎn)廠(chǎng)家的一半還多。在引進(jìn)初期，這種防偽技術(shù)確實(shí)起到了一定的防偽作用，但隨著激光全息圖像制作技術(shù)的迅速擴(kuò)散，很快就被造假者從各個(gè)方面攻破，激光全息防偽標(biāo)貼幾乎完全失去了防偽能力，激光模壓設(shè)備也從最初的上千萬(wàn)美元一條劇降至幾萬(wàn)元人民幣一條。
9#Bx]wy 第二代改進(jìn)型激光全息圖像防偽技術(shù)
U;p e: 第一代激光全息防偽技術(shù)的泛濫，促使人們不得不開(kāi)始尋求改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)。改進(jìn)后的技術(shù)主要有三種：一是應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)改進(jìn)全息圖像；二是透明激光全息圖像防偽技術(shù)；三是反射激光全息圖像防偽技術(shù)。
/=T H 08 1.應(yīng)用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)改進(jìn)全息圖像
'y.JcS!| 計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)改進(jìn)激光全息圖像經(jīng)歷了兩個(gè)發(fā)展形態(tài)，第一形態(tài)是計(jì)算機(jī)合成全息技術(shù)，這種技術(shù)是將系列普通二維圖像經(jīng)光學(xué)成像后，按照全息圖像的成像原理進(jìn)行處理后記錄在一張全息記錄材料上，從而形成計(jì)算機(jī)像素全息圖像。觀(guān)察這種像素全息圖像時(shí)，可在不同的視角看到不同的三維圖像，其圖形和色彩都具有異常靈活多變的動(dòng)態(tài)效應(yīng)，并且不受再現(xiàn)光線(xiàn)方向的限制。第二形態(tài)是計(jì)算機(jī)控制直接曝光技術(shù)，與普通全息成像不同，這種技術(shù)不需要拍攝對(duì)象，所需圖形完全由計(jì)算機(jī)生成，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制兩束相干光束以像素為單位逐點(diǎn)生成全部圖案，對(duì)不同點(diǎn)可改變雙光束之間的夾角，從而制成具有特殊效果的三維全息圖。
a8zZgIV 2.透明激光全息圖像防偽技術(shù)
iV!@bC, 普通的激光全息圖像一般是用鍍鋁的聚酯膜經(jīng)過(guò)模壓（也可以先用聚酯薄膜經(jīng)過(guò)模壓再鍍鋁）而成，鍍鋁的作用是增加反射光的強(qiáng)度使再現(xiàn)圖像更加明亮。
照明光和觀(guān)察方向都在觀(guān)察者這一側(cè)，這樣的激光彩虹模壓全息圖是不透明的。透明激光全息圖像實(shí)際上就是取消了鍍鋁層，將全息圖像直接模壓在透明的聚酯薄膜上。1996年我國(guó)公安部將透明激光全息圖像應(yīng)用在居民身份證上，將身份證用透明膜整體覆蓋，在光線(xiàn)下觀(guān)察身份證正面時(shí)，不但能看清證件內(nèi)容，還能看到透明膜上顯現(xiàn)出來(lái)的二維、三維彩虹全息圖像（“長(zhǎng)城”及“中國(guó)”的中英文字樣）。
3b@VY'P 3.反射激光全息圖像防偽技術(shù)
(UGol[f< 反射激光全息圖像成像原理是將入射激光射到透明的全息乳膠介質(zhì)上，一部分光作為參考光，另一部分透過(guò)介質(zhì)照亮物體，再由物體散射回介質(zhì)作為物光，物光和參考光相互干涉，在介質(zhì)內(nèi)部生成多層干涉條紋面，介質(zhì)底片經(jīng)處理后在介質(zhì)內(nèi)部生成多層半透明反射面（例如6微米厚的乳膠層里可以有20多個(gè)反射面），用白光點(diǎn)光源照射全息圖，介質(zhì)內(nèi)部生成的多層半透明反射面將光反射回來(lái)，迎著反射光可以看到原物的虛像，因而稱(chēng)為反射激光全息圖。
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