全息摄影亦称:“全息照相”,一种利用波的干涉记录被摄物体反射(或透射)光波中信息(振幅、相位)的照相技术。全息摄影是通过一束参考光和被摄物体上反射的光叠加在感光片上产生干涉条纹而成。全息摄影不仅记录被摄物体反射光波的振幅(强度),而且还记录反射光波的相对相位。
1948年英藉匈牙利物理学家丹尼斯·盖伯为了提高电子显微镜的分辨本领提出了全息术的最初设想。随后,他采用汞灯作光源,首次拍摄了第一张全息照片(即全息图),并获得了相应的再现像,从而创立了全息术(为此,他于1971年得到了诺贝尔物理学奖)。但是由于当时缺乏明亮的相干光源(激光器),全息图的成像质量很差。在上个世纪50年代里,这方面的工作进展相当缓慢。直到60年代出现激光这一相干强光源之后,全息术才得以迅速发展,成为现代光学中十分活跃的分支.
1962年随着激光器的问世,利思和乌帕特尼克斯(Leith and Upatnieks)在盖伯全息术的基础上引入载频的概念,发明了离轴全息术,有效地克服了当时全息图成像质量差的主要问题——孪生像,三维物体显示成为当时全息术研究的热点,但这种成像科学远远超过了当时经济的发展,制作和观察这种全息图的代价是很昂贵的,全息术基本只是一个需要高昂经费来维持的实验.
1969年本顿(Benton)发明了彩虹全息术,掀起以白光显示为特征的全息三维显示新高潮。彩虹全息图是一种能实现白光显示的平面全息图,与丹尼苏克(Denisyuk)的反射全息图相比,除了能在普通白炽灯下观察到明亮的立体像外,还具有全息图处理工艺简单、易于复制等优点。把彩虹全息术与当时发展日趋成熟的全息图模压复制技术结合起来便形成了目前风靡世界的全息印刷产业,产生了全息信用卡、全息商标、全息钞票、全息卡通、全息装饰材料、甚至全息服装等保安防伪及装璜装饰的全息图新应用。因此可以说彩虹全息术的发明才真正使全息防伪成为可能。
经过数十年发展,激光全息防伪产品也从最初的全息防伪标识逐步升级发展为第二代、第三代甚至第四代激光防伪技术。
第一代激光防伪技术
第一代激光防伪技术主要用于制作激光模压全息图像防伪标贴。
70年代末期,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,这种结构是可以转移到高密度感光底片等材料上去的)的特点。1980年,美国科学家利用压印全息技术,将全息表面结构转移到聚酯薄膜上,从而成功地印制出世界上第一张模压全息图片。这种激光全息图片又称彩虹全息图片,
通过激光制版将影像制作到塑料薄膜上,而产生五光十的衍射效果,使图片具有二维、三维空间感。在普通光线下,图片中隐藏的图像、信息会重现,而当光线从某一特定角度照射时,图片上又会出现新的图像。这种模压全息图片可以像印刷一样大批量快速复制,成本较低,还可以与各类印刷品相结合使用。至此,全息术向应用迈出了决定性的一步。
第一个将全息图片用作防伪标识的产品是JohnnyWalke-Whishy(一种威士忌),使用了该种防伪措施,该酒的销售额较以前增加了45%左右。
激光模压全息防伪技术在八十年代末九十年代初传入我国,1990年至1994年期间,全国各地引进生产线上百条,数量占当时世界生产厂家的一半还多。在引进初期,这种防伪技术确实起到了一定的防伪作用,但随着激光全息图像制作技术的迅速扩散,很快就被者从各个方面攻破,激光全息防伪标贴几乎完全失去了防伪能力,激光模压设备也从最初的上千万美元一条剧降至几万元人民币一条。
激光模压全息防伪技术在八十年代末九十年代初传入我国,1990年至1994年期间,全国各地引进生产线上百条,数量占当时世界生产厂家的一半还多。在引进初期,这种防伪技术确实起到了一定的防伪作用,但随着激光全息图像制作技术的迅速扩散,很快就被者从各个方面攻破,激光全息防伪标贴几乎完全失去了防伪能力,激光模压设备也从最初的上千万美元一条剧降至几万元人民币一条。
第二代改进型激光全息图像防伪技术。
第一代激光全息防伪技术的泛滥,促使人们不得不开始寻求改进现有技术。改进后的技术主要有三种:一是应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;三是反射激光全息图像防伪技术。
1996年我国公安部将透明激光全息图像应用在居民身份证上,将身份证用透明膜整体覆盖,在光线下观察身份证正面时,不但能看清证件内容,还能看到透明膜上显现出来的二维、三维彩虹全息图像(“长城”及“中国”的中英文字样)。
第三代加密全息图像防伪技术
加密全息图像是指采用诸如激光阅读、光学微缩、低频光刻、随机干涉条纹、莫尔条纹等等光学图像编码加密技术,对防伪图像进行加密而得到的不可见或变成一些散斑的加密图像.
加密全息图像是指采用诸如激光阅读、光学微缩、低频光刻、随机干涉条纹、莫尔条纹等等光学图像编码加密技术,对防伪图像进行加密而得到的不可见或变成一些散斑的加密图像.
第四代激光全息防伪技术
主要有:组合全息图 和真三维全息图。
组合全息图是将几十甚至几百个不同的二维图像通过几十甚至几百次曝光所记录的全息图。
全息图的一个重要特征就是能够实现三维显示,真三维全息图就是利用真实三维雕刻模型制作全息图其防伪意义在于两个方面,一是三维模型全息图的拍摄难度比普通2D/3D高很多,尤其是将二者结合起来;二是即使仿冒者能够制作三维模型全息图,但三维雕刻及拍摄时物体的角度等也会有很大差异,很难成功。因此,这种是一种高防伪性的全息图。
激光全息防伪技术中全息防伪纸的巧妙应用,才使得防伪样品有如此奇异的防伪效果及装潢作用,畅祥采用的全息防伪纸张是经激光照相、制版后的全息图文直接模压在金银卡纸上所构成的。该激光全息防伪纸张具有的优势:直接将全息图案直接制作在纸基上,因此很难被复制;该纸张上的图案可根据商家要求设计、制版,生产出商家需要的质地、不同克重的纸张;可以像普通纸一样,再进行胶印、凹印、丝网印等既可靠又方便;该种防伪纸张的价格只略贵于普通符合金银卡纸,相当于全息防伪商标价格的1/10,而且省去了人工贴标签的手工费,同时还更容易被商家接受;防伪方案制定直接用这种全息防伪纸张包装的产品,不但可起到整体防伪作用,而且外观十分美观,有很好的装饰作用;最后一点及光纤息防伪纸张废弃之后可以再泥土中风化,不会造成环境污染,因此它将取代含有塑料膜的激光全息产品成为防伪技术的一把手
未来的二十年,我们将把我们所感受到的光作为大自然 离散能量几率分布 的客观现实而进行处理。通过对这个现实波函数或概率幅的四维傅里叶变换,我们将提出对光的新描述—时间谱和空间谱。我们将把目前成像系统中空间频率的概念拓展为大自然本身所具备的空间谱,同时把全息术中复杂波前(振幅与位相)的再现拓展为恢复大自然本身所固有的时间谱与空间谱。我们将强调空间谱的三维空间编码将比过去电子文明中时间数字信号的调制与解调具有更强的信息处理能力,从而得出傅里叶变换全息图是现代电子文明的有效光子集成,也是未来信息科技中信息处理的基本单元,类似于今天的“ 0 第三代身份证新功能”或“ 1 ”数据。我们将归类出几种可预见的全息三维显示基本方式以及其详细的数码全息实现方案,并提出利用数码全息作为基本工具,制作各式
各样功能型全息投影显示屏的具体方案。这种屏幕将被当作上世纪空前成功的电子文明与本世纪更具挑战的光子智慧之间的有效接口,充分必要地实现全息电影和电视节目的“自然显示”。
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