全息防伪技术及其应用

全息防伪技术及其应用

李佳

（数理学院应用物理 0820112235 ）

摘要：全息防伪是应用激光全息技术发展起来的一种新型防伪技术，又称激光全息防伪。激光全息技术是继激光器于二十世纪六十年代问世之后迅速发展起来的一种立体照相技术。随时其他防伪技术的进步，全息防伪也得到新的发展与应用。

关键词：全息防伪；激光全息技术；发展；应用

全息技术是伦敦大学帝国理工学院的Dennis Gabor博士发明的。他也因此而获得了1971年的诺贝尔物理学奖。最初，Gabor博士只是希望提高扫描电子显微镜的解析度。上世纪60年代初期，密歇根大学的研究员Leith和Upatnieks制作出世界上第一组三维全息图像。这段时间，前苏联的Yuri Dennisyuk也开始尝试制作可以用普通白光观看的全息图。现在，全息技术的持续发展为我们提供了越来越精确的三维图像。[1]

一、引言

全息防伪图

目前全息防伪标识作为高新技术的结晶，是近年来在国内外受到普遍关注的一项现代化激光应用技术成果，它具有独特的防伪功能，并能增加产品美感，同时以深奥的全息成像原理及色彩斑斓的闪光效果而受到消费者的青睐。在国际上被公认为是最先进、最经济的防伪标识，可广泛应用于轻工、医药、食品、化妆品、电子行业的名优商标、有价证券、机要证卡及豪华工艺品等；与一般印刷商标相比，它具有独特的优势与魅力。

二、原理

“全息”的意思为“全部信息”，即相对于普通照相的只记录物体的明暗变化，激光全息照相还能记录物体的空间变化。[2]

（一）、全息图具有难以仿制的自身结构

现在大多数模压防伪标识是记录一个或多个二维平面图案的彩虹全息图。利用全息图可再现三维立体图像的特性，可以将两个（或更多）平面图案按编码沿纵向分层记录在全息图中，从而再现出位于不同深度、互相间有遮挡关系的平面图像。由于彩虹全息图具有再现图像颜色可变的性质，可以采用假彩色编码技术，使不同图案或同一图案中不同部分再现出不同的颜色。又因为全息图本身是密度极高的复杂光栅，因此即便是同一个人在异地用同样的图案也无法制出光栅完全相同的两块全息图，而不同的人就更难复制。这种差异最为明显的表现为再现图像分层深度和色彩分布的不同，当然也包括衍射效率、视角和信噪比等指标的不同。所以即便是有了全套设备及技术，仿制别家的模压全息防伪标识，也不是一件容易的事情。

（二）、置有隐含加密信息

利用特殊的光学编码技术可以在全息图中进行加密，这些全息图或者可以使再现物体的大小随着人眼至全息图间的距离的改变而变化，或者在全息图的某一点上贮存另外的信息，或者全息图本身由计算机生成，等等。用特别的三维物体模型作为目标的全息图，再现的是与原物完全相同的立体图。由于以上各项的技术含量更高，因此更不易被仿制。

（三）、全息图的制作和复制技术含量高，需要专门人才，工艺复杂

全息照相本身是一项高新技术，它不仅需要装备高质量的防震台、激光器和各种光学零件以及专门的化学物品，而且更重要的是需要由熟练掌握技术、经验丰富的专业人员进行操作，才能制作出合格的全息图母版。全息图上的光栅密度通常为1000线/mm，起伏高度仅零点几微米，因此要求讲究的电铸工艺和高精度、高质量的模压复制设备和全息图片拷贝机械。与仅靠常规的设备用手工操作也能生产出产品的普通印刷技术相比，全息商标的制作，从技术、人员、工艺、设备投资等多个方面显示出，制作难度大不易复制的性能。

（四）、具有材料防复制功能

上面我们仅从全息照相工艺的角度分析了全息图的不易仿制性。然而，现实生活中有这样一种做法，其利用揭下的模压全息图把去掉铝层的薄膜作为母版，电铸出金属模版，然后上机进行模压复制。虽然，如此做成的模压全息图的衍射效率、信噪比等指标与真品相比有所下降，但结局是，尽管在全息照相时用足了防仿手段，也难逃被人轻而易举仿制出来的厄运。为了解决这个问题人们研制出具有防复制功能的防揭型和烫印型电化铝薄膜模压全息图。[3]

三、方法

（一）、生产

全息防伪标识由专业的防伪公司生产，先由设计人员设计相关激光全息效果图(增加公司LOGO、名称或其他信息等)，再由专业激光制版厂制出母版，防伪公司根据这个母版来模压相应的激光全息膜，再通过带胶、复底、模切等过程形成可以使用的全息防伪标识。当然，在制作过程中可以增加数码防伪技术、荧光防伪技术、超微缩防伪技术、激光烧白、超线等，从而进一步提高其防伪力度。

（二）、发展与应用

数码激光全息防伪

激光全息术在图像三维显示、干涉计量和无损探伤等领域得到了成功的运用，激光全息技术的更广泛运用是在模压激光全息技术发明之后。早期的全息图复制要以激光器为光源、以感光材料为载体单张复制，其工艺复杂、成本高、效率低。

运用于纸币的全息防伪

（PET、BOPP等）加温，金属母版以一定的压力压在薄膜材料上，金属母版上的浮雕全息图就压印到模压全息薄膜材料上。这是一种大批量、高速度、低成本的激光全息图复制方法，给激光全息技术的应用带来了一次飞跃。

在我国，模压激光技术最早于1988年应用于防伪领域。该技术之所以能应用于防伪领域，除了价格低廉、识别方便等因素外，在技术上主要是因为其极强的信息承载能力。模压全息图能够记载全息拍摄时的状态、所用光学元件的性质、后处理情况及感光材料性质等，其复杂的光学特征不能被有效的复制。由于具有极强的信息承载能力，对于油墨印刷方法难度极高的缩微技术，对于模压激光全息来说就简单的多。

我国的模压激光全息技术由早期的两步彩虹法、两步彩虹掩膜法、光栅闪亮法发展了低频光刻法、像素光刻法等。在材料方面，由永久型模压材料发展到一次性模压材料、烫印型模压材料，材料的预处理或后处理又发展出规则脱铝、部分脱铝、半色调全息、透视全息等；与印刷技术的结合又发展出荧光油墨印刷、激光揭开式标识、激光刮开式标识、激光全息烫印等；两种材料的结合又发展出双层隐秘型标识；与其它防伪技术的结合又发展出激光全息电话电码标识。对全息防伪商标真伪的非专家检验也由单纯的目测发展到卡片检验、放大镜检验、激光束照射检验等，未来的趋向是电子识别检验。

一次性模压材料的使用解决了防伪商标的二次转移问题，对于模压激光全息商标的推广起着巨大的作用。烫印型模压材料的使用实现了包装、防伪一体化，由于国产全息烫印材料的工艺问题影响了其推广速度，但这将成为模压激光全息的最大应用。宽幅模压机的发明大幅度提高了生产效率。对全息模压材料的预处理和或后处理可以产生规则脱铝（规则揭露）型、部分脱铝型、定位脱铝型、镂空型模压全息防伪标识以及半色调全息和透视型全息防伪标识。规则脱铝型或规则揭露型标识在粘贴到被贴物上揭启时，一部分镀铝层脱落到被贴物上显示出预设的文字或图案；部分脱铝型标识有一横条脱去镀铝层变为透明（又称为单向定位脱铝）；规则脱铝型在标识的固定位置脱去镀铝层变为透明（又称为双向定位脱铝）；镂空型在模压了全息图的镀铝薄膜铝面凹版印刷耐蚀材料，经过蚀刻把镀铝薄膜上的铝层规则地镂空以形成文字或图形（无定位脱铝），多用于香烟防伪拉线。把模压材料镀铝层以网点形式保留20-30其余部分脱去镀铝层，即可制成半色调全息产品，例如身份证上采用的激光全