光学防伪技术

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光学防伪技术范文第1篇

目前，市场上的防伪技术有特殊油墨防伪、纸张防伪、印刷工艺防伪、印后加工工艺防伪、可变数据防伪、制版防伪、光学水印纸防伪、特殊标识防伪等，各种防伪技术都有其优缺点，都能起到一定的防伪作用。笔者认为从综合成本、工艺和有效性等方面来讲，适用于海图的防伪技术主要有特殊油墨防伪、光学水印纸防伪和数字二维码防伪。

特殊油墨防伪

特殊油墨防伪即利用特殊油墨进行印刷来达到防伪的目的。在光、热环境中时，通过观察印样上墨层的色彩变化来鉴别真伪。由于这种特殊油墨生产难度大、价格高，从而增加了造假者的生产成本，增强了使用这种油墨的客观安全性。

1.特殊油墨防伪的特点

（1）实施简单、成本低、隐蔽性好、检验方便、重现性强。

（2）印刷工艺简单，易于实施，适用于胶印、凹印、网印等多种印刷方式。

（3）适用于纸张等多种承印物的印刷。

2.荧光油墨在海图印制中应用的注意事项

在特殊油墨防伪中，荧光油墨防伪是最典型的一种，其是利用紫外光照射来识别隐藏于海图中的水印的防伪技术，防伪特征是：在紫外光（波长为200～400nm）照射下，海图中的水印可发出荧光。图1为采用荧光油墨印制的海图。在使用荧光油墨印制海图时，应注意以下几点事项。

（1）在使用荧光油墨进行印刷时，版面不宜过大，特别不适合印刷实地版面，尤其适合印刷小面积文字、标志或图案，如海图上的“中国海事”徽章，可形成具有个性化的防伪暗记，提高印刷版面的防伪效果。

（2）在使用荧光油墨前，必须将输墨系统清洗干净，以防串色和偏色，最好备用一套胶辊专门用于印刷荧光油墨，这样有利于提高海图印制质量。

（3）控制好印刷压力。由于荧光油墨中的无机荧光物等是采用晶体发光的，如果印刷压力过大，会使晶体破裂，导致发光亮度降低，因此要尽量以相对较小的印刷压力进行印刷。

（4）控制好印刷速度。由于荧光油墨的流动性较大，干燥过程较为缓慢，因此应采用合适的印刷速度，以保持印刷墨色的稳定。

（5）合理控制墨层厚度。荧光油墨的印刷墨层越厚，荧光显色效果就越强，印迹也就越醒目，但墨层过厚易造成糊版、脏版，因此掌握好墨层厚度，做到既不浪费油墨，又能保证显色效果非常重要。

光学水印纸防伪

光学水印纸是在造纸过程中，在丝网上安装事先设计好的水印图文印版，通过印刷滚筒压制而成的纸张。由于水印图文的高低不同，成纸后图文处纸浆的密度不同，纸张的透光度会有差异，故在透光观察时，可显现出原设计的水印图文。光学水印纸防伪被世界各国公认为是一种行之有效的防伪技术，大多数国家的钞票以及重要的国际文件、设施图纸、票证都使用光学水印纸进行印刷。

在海图印制中应用光学水印纸防伪是指在原有海图印制工艺流程的基础上，使用特定厂商定制的融入海图文化的光学水印纸来承印海图，在光线照射下，海图上会显现出特殊图案，防伪性能较高，具有简单而直观的防伪效果。图2为采用光学水印纸印制的海图。

1.光学水印纸防伪的特点

（1）光学水印纸防伪是把全息图案直接隐藏在纸张中，去除了塑料信息层，因此被复制的可能性很小。

（2）光学水印纸上的防伪图案可以根据需求来定制，在特定质地、特定定量的纸张中添加所需的特殊水印图案，然后像普通纸一样进行印刷，既可靠又方便。

（3）光学水印纸价格合理、外形美观，废弃后可在泥土中风化，不会带来环境污染。

2.光学水印纸在海图印制中应用的注意事项

在自然光下，光学水印纸的水印图文部分比其他部分薄，颜色浅。因此在印刷时油墨会渗透在缝隙中，特别是海图上有大面积陆地图案时，印刷时容易粘脏，因此要注意水墨平衡，确保墨色匀称。

二维码防伪

二维码是用特定的几何图形按一定规律在平面上分布的黑白相间的图形，是所有信息数据的一把钥匙。随着移动互联网的发展，智能手机的普及，扫描二维码变得非常容易，二维码和信息平台相结合成为防伪的一种新趋势。将二维码应用在海图中，通过扫描二维码，不仅可以查询海图真伪，还能了解海图的小改正号、版次、印次等内容。图3为印制有二维码的海图。

1.二维码防伪的特点

作为移动互联网入口，二维码在防伪方面表现出以下独特优势。

（1）方便查询。目前手机识别二维码非常容易，用微信“扫一扫”功能就可扫码查询，无需下载专用软件。

（2）有效沟通。港航用户可及时核对海图信息并与发行部门互动，为更好地使用海图提供建议。

2.二维码在海图印制中应用的注意事项

（1）确保二维码的完整。二维码的图案显得比较“零碎”，在制版和后期检查时要特别注意图案的完整，以免因元素丢失而造成二维码读取困难。

（2）确保二维码图文与纸张颜色的对比度。二维码图文处与空白处的对比度不够会影响手机软件对二维码的识别，因此制作二维码时，要注意不能添加底纹，避免出现因二维码图文处与空白处的对比度不够而影响二维码读取的情况发生。

光学防伪技术范文第2篇

传统票据防伪技术

我国票据防伪技术涉及的学科领域很多，例如光学、化学、计算机技术、光谱技术、图文字码技术等，在票据印刷过程中，采用何种材料或者应用哪种技术进行票据防伪更为有效，一直是票据制作人员不断思考与改进的热点问题。目前，我国传统票据防伪技术主要有以下几种。

1.纸张防伪

随着我国造纸技术的迅速发展，具有防伪功能的纸张被不断应用到票据生产中，例如，水印纸、纤维纸（彩色纤维纸，荧光纤维纸，红外线纤维纸等）、安全线、无碳纸（复写纸）等。

纸张防伪主要是通过在造纸过程中增加一些特殊材料，再经过处理实现的。在这类纸张的生产过程中，既要使纸张满足印刷适性要求，又要具有良好的防伪效果，所以其生产工序往往很复杂、防伪图案不能随意更换，且工期长（一般为1个月）、成本高，另外，这些特殊的防伪纸张在造纸工艺上比普通纸张的造纸工艺要求更为严格，相应地，生产废料也就更多，这就使得后期废物处理的难度变大，增加了环境负担。

2.油墨防伪

目前票据印刷使用的防伪油墨主要有：荧光防伪油墨、热敏变色油墨、光变油墨、防涂改油墨、渗透油墨、红外油墨、加密防伪油墨等。

油墨防伪技术主要是通过在油墨连结料中加入特殊性能的防伪材料，经特殊工艺加工而成。在很多防伪油墨的制造过程中，会添加大量重金属物质（如光变油墨），而且为保证油墨良好的印刷适性，还会加入大量溶剂以调节油墨黏度等，那么印刷后，票据上肯定也会有重金属等有害物质残留，不利于环保。

3.印刷技术防伪

印刷技术防伪是通过对设备以及相关技术或工艺进行创新改进，以实现难以模仿的印刷效果，目前印刷技术防伪方式主要有彩虹印刷、组合印刷、可变数据印刷等。

使用这种防伪技术需要在印刷设备上有大量投入，同时由于这种防伪技术对设备、工艺以及印后加工技术水平的要求很高，导致成本增加、工序复杂，另外，采用这种防伪技术，生产过程中产生的废品也会大量增加，并且丝网印刷往往会被用来实现印刷技术防伪，但丝网印刷耗材的环保性能通常较差，使用后也会对环境造成污染。

4.制版防伪

制版防伪技术是通过应用某种专业软件设计出防伪底纹，这些底纹变化丰富，可有效防止伪造和扫描，比较常见的底纹形式有：团花、微缩文字、潜影、开锁、变线宽等。在对防伪底纹进行设计和输出时，对计算机的要求比较高。

数字水印防伪技术的实现

如前文所述，传统票据防伪技术主要通过印刷设备、工艺、材料以及印后加工等方面的改进来实现票据防伪。但是，这些防伪方法在环保、成本等方面均存在诸多不足之处。因此，为了满足社会对环保要求的提升，寻找防伪性较高且又具有环保性能的防伪技术成为票据印刷从业人员研究的重点。

数字水印技术就是这样一种有效的防伪方法，其也是信息隐藏技术的一个重要研究方向。数字水印技术不会改变票据的视觉形象，同时又能达到先进的、安全的、较高级别的防伪水平。

数字水印技术是一种通过将特定的信息（如公司标志、序列号、版权信息等）嵌入到数字媒体中（图像、语音、视频等），达到隐藏信息，又可在特定情况下显示数字水印信息的技术。

典型的数字水印技术的防伪模型有两个主要过程：一是数字水印信息的嵌入；二是数字水印信息的提取。

1.数字水印信息的嵌入

数字水印信息的嵌入过程是利用小波算法，通过离散小波变换（DWT）将数字信息（数字水印信息以及待嵌入的数字媒体）转换成相应的小波域系数，对其进行不同的编码及变换，再进行密匙加密，两者结合后再将频域系数经逆变换，转化为空间域数据，完成将数字水印信息嵌入数字媒体的过程（如图1）。

2.数字水印信息的提取

数字水印信息的提取过程是数字水印信息嵌入的逆过程，它是将含有数字水印信息的数字媒体通过离散小波变换，转换成相应的小波域系数，再进行密匙加密逆变换，并减去原始数字媒体频域数据，剩下的数据经过逆变换，转化为空间域数据，即可获得数字媒体中所嵌入的数字水印信息。数字水印信息的提取过程如图2所示。

一般，为了形象地表明票据的使用范围，通常会在票据表面印刷一些包含特色内容的图像，这些图像一定是经过加网处理的，但是数字水印信息的提取过程却是对连续调图像的处理，因此提取票据表面的数字水印信息时，应在扫描完图像后，先进行模/数（A/D）转换，将扫描后的半色调图像转换成连续调图像，才能满足提取的数字水印信息的处理需求，在编写基于半色调的数字水印技术嵌入与提取的算法时也需要提前考虑这些因素。

数字水印 优势明显

可以看出，与传统防伪技术相比，数字水印防伪技术拥有以下优势。

1.技术独占性

在数字水印信息的嵌入过程中，不但可以将各种信息作为数字水印信息，同时在嵌入时，还可以进行密匙设置，这使整个过程的自主创新性较大，若不了解密钥信息，要获取数字水印信息几乎不可能，因此该技术有着较强的技术独占性。

2.节能、环保性

数字水印用户可将他们以前的设计通过数字水印专用软件变为防伪信息嵌入到印刷品中，无须改变印刷工艺流程，也无须增加特殊材料，只需在软件方面进行投资，通过算法的不断改进，软件的不断更新，就可完成数字水印防伪技术的不断优化。同时，数字水印防伪技术对硬件投资以及纸张、油墨等原材料的性能要求并不高，能满足正常网点清晰再现的印刷质量即可，与节能、降耗、环保等要求十分吻合，是一种符合社会发展需求的新型防伪技术。

3.应用性强

数字水印防伪技术可以与其他防伪技术组合，形成多重防伪技术，且不影响原有设计，如与二维码技术（色块）、开锁防伪技术（间接显示出图像）等进行组合应用，可使产品的综合防伪水平得到进一步提升。

光学防伪技术范文第3篇

红外油墨与紫外激光防伪油墨均可称为荧光油墨，荧光油墨是在票据中广泛应用的油墨，其主要成分是荧光材料。荧光材料是不同色光结合成异常鲜艳的色光，当光停止照射时，荧光材料发光现象即消失，它是与高分子树脂连结料、溶剂和助剂配比，经研磨而成。其需在特定波长的光照射下才能显现已印刷的图文，正是由于此特性，使得该油墨在印刷行业中的应用比较普及。

红外防伪油墨

其原理是在油墨中加入吸收红外线的物质而制成的。特点是在日光下看不见图文，但在红外检测仪下可显现出已印刷图文，主要用于票据、证券等防伪印刷。红外油墨的品种范围比紫外油墨窄很多，在特定波长（980nm）的红外光照射下呈现光亮的荧光绿。适用于UV和传统平版印刷、柔印、凹印和丝网印刷。

紫外激光荧光防伪油墨

其常用材料分为3种：有机荧光材料、由高温合成的无机荧光材料、化学合成的稀土有机络合物荧光材料。原理是在油墨中加入具有紫外光激发的可见荧光化合物，在紫外光波长照射下能发出可见光的特种油墨。防伪特征是在紫外光（200～400nm）照射下发出红、黄、绿、蓝几种颜色可见光（400～800nm）。适用于UV和传统平版印刷、柔印、凹印和丝网印刷。

根据通过光的角度也就是视觉角度显现印刷图文可分为光变色油墨与视觉变色防伪油墨。

光变色油墨

其原理是在油墨中加入特殊材料，使得印刷图文在不同光的角度下显现出来。此类油墨主要应用于钞票、身份证、护照等重要证件和有价证券。

视觉变色防伪油墨

视觉变色防伪油墨的原理是当视角改变时，会产生两种截然不同的色彩。第一种颜色是全反射时所见到的，也就是在视角90度时所见的颜色，当扭转60度到视角为30度时，第一种色彩被抵消，第二种色彩被强化。它是一种高科技安全防伪油墨，色料采用多层干涉光学碎膜，可以使用传统雕刻凹版方式来印刷，不需要复杂或额外的检测设备来分辨真伪。此类油墨适用于钞票、商标、有价证券、包装印刷等。

DNA防伪油墨

DNA防伪油墨是一种高科技生物防伪技术，它是利用DNA检测等高新技术手段而发展起来的新型防伪技术。利用DNA序列的专一性及复杂性来进行防伪，具有不易被破译、无法仿冒等特点，用遗传工程技术处理后的DNA，经特殊工艺强化处理，再与特殊材料均匀混合，可在常态下长久保存。根据其性能可将DNA油墨分为3类：隐形DNA油墨、显形DNA油墨和可食性DNA油墨。

1.隐形DNA油墨是将DNA与一般平、凹、凸、网版印刷油墨混合就能制作出多种多样的隐形DNA防伪油墨。隐形DNA防伪油墨主要应用在商标、机密文件、芯片表面的辨识以及有价证券、彩票、邮票、海关贴条、身份证及药品包装印刷等领域。需要显现图文时必须涂布显现介质。

2.显形DNA油墨同样也是将DNA与特殊油墨均匀混合，利用高能阶生物变色反应，瞬间能量转换与释放系统，使显形DNA防伪油墨具有立即辨认的功能。显形DNA防伪油墨一般为蓝色水性油墨，适用于网版印刷。这种油墨如今已开始实际应用，例如阳澄湖的大闸蟹防伪，就是利用显形DNA油墨印制卷标进行防伪。从动物或植物中萃取DNA，透过纯化、剪接、合成等步骤，再以专业的DNA纳米分子包覆技术，生产合成DNA序列并将它掺入到油墨中，印刷成防伪卷标。

3.可食性DNA油墨是由DNA与可食性油墨合成的DNA防伪油墨，性能安全，对人体不会有任何伤害，主要应用于制药产业，如胶囊、膜衣锭、糖衣锭等的图文印刷。

归纳起来，DNA油墨具有以下特点：

①既可用于专业防伪（隐形防伪油墨），作为防伪的最终防线，也可用于大众防伪（显形防伪油墨）。

②DNA防伪油墨含独特DNA序列，技术具有垄断性，原料来源单一。

③用于综合防伪。DNA防伪油墨可与荧光油墨混合，进行荧光印刷，还可直接印刷防伪版纹、微缩文字等。

④成本低。对于一般印刷方式而言，隐形DNA防伪油墨的耗损量低，用量经济，单位成本较低。

⑤保存期长，一般可达50年以上，有的甚至达100年以上。

压变色防伪油墨

其原理是在油墨中加入压力致变色的化合物或微胶囊，在油墨中加入特殊化学试剂或含变色物质的微胶囊制成防涂改油墨。这种油墨印刷的有色或隐形图文，当用硬质的物件或工具磨擦、按压时，发生化学的压力色变或微胶囊破裂染料显漏而出现红、蓝、黑、绿、紫、黄等颜色变化，可根据要求选择显示的颜色并可设计暗记。

湿变色防伪油墨

该油墨色料中加入随湿度变化而颜色改变的物质而制成的，特点是湿度变化，颜色随之改变，和光变色油墨原理有点相似。该油墨有可逆、不可逆两种，有蓝、绿、黑、红4种颜色。

热敏变色防伪油墨

其原理是色料采用颜色随温度变化的物质。热敏变色物质可分为无机盐类、配位化合物、有机物和液晶高分子等。在外界温度变化的条件下，油墨颜色发生改变。通常可分为可逆热敏变色防伪油墨和不可逆热敏变色防伪油墨。

1.可逆热敏变色防伪油墨既可以由有机化合物产生，也可由无机化合物产生。有机化合物可逆变色机理：有机化合物产生可逆变色是由于随着温度的改变，分子结构发生变化，即电子给予体与电子接收体之间发生了移动两种空间构型或两种晶体结构互变分子受热开环或产生自由基等引起油墨颜色变化。可用在咖啡包装的标签上，通过颜色变化或信息显示确定咖啡是否太热或太冷，还可用在婴儿沐浴露中，用于指示洗澡水的温度是否过热。

2.不可逆型热致变色化合物是指加热变色后的颜色在冷却时颜色不能复原的化合物。用热致变色的化合物作为色料制作的油墨叫做热敏防伪油墨，也可叫示温变色油墨。目前，温变油墨使用较多是可逆型温变油墨。热敏防伪油墨检测方便，适合大众鉴别，广泛应用在名牌产品的包装上，特别是香烟包装上。当验证商品真伪时，使用具有一定温度的热源，如打火机、火柴、倒入开水的杯子、热吹风机等进行烘烤，暗记部位即刻产生明显的色彩变化，隐蔽标识也相继出现，可迅速辨出商品的真伪。缺点是胶印、凸印显色效果差，运用丝网印刷和凹印效果好。

磁性防伪油墨

采用具有磁性如氧化铁和氧化铁中掺钴等粉末材料作为一种功能成分所制作的防伪印刷油墨。用该油墨印刷的图案和标识，用磁检测器可检出磁信号，用其印刷的密码等信息可用解码器读出，它是最常应用的防伪油墨。磁性油墨最早用于印刷信用卡上的编码，其突出特点是外观色深，检测仪器简单，用磁检测仪可检出磁信号译码。磁性油墨除了银行和邮政用于磁性油墨字母辨认法外，还有阅读器，亦称光学扫描器，是一种利用光学原理来辨认字母符号的设备。另一个主要用途是印刷信贷卡片上的磁带条、购物卡、饭票磁卡及参观卡。

智能防伪油墨

该油墨主要是利用防伪材料或胶水等的多变性而制成的新型油墨。该油墨所含防伪材料由多种可变化学物质构成，其征化合物的性质、种类、数量、含量、存在形式等信息决定了防伪材料的特殊性和个性。

防涂改防伪油墨

防涂改防伪油墨是指在油墨中加入对涂改用的化学物质具有显色化学反映物质的油墨。

防涂改油墨的防伪原理是：

①使用遇到消字灵或其他涂改液就能退色的颜料，如一些盐基性染料、印刷有价证券金额栏的底纹。

②使用遇到消字灵或其他一些化学物质就能变色的连结料如联苯酚等制作防涂改油墨。用此油墨印刷的支票大写栏等，一旦遇到消字灵或其他涂改液即变色或显出“作废” 等字样。

印刷专色防伪油墨

印刷专色防伪油墨是由色料、填充料、连结料等混和而成的。其中色料的成分选择是决定印品色相及鲜艳程度的重要因素。墨色调配是一个非常复杂的问题，自然界中的一些有机颜料和无机颜料的彩度、亮度差异及一些固有色是人工合成无法实现的。不同油墨厂生产的同一型号里，不同批次间，其色彩也不尽相同。因此，一些用量较大的包装装潢品使用厂家，都把自己的产品定点在一些规模较大和技术较先进的印刷厂家印刷，同时又在油墨厂定制了每种产品印刷的专用油墨，其配方由油墨厂负责保密。

激光全息标志结合荧光加密防伪油墨

其防伪功能主要体现在工艺方法的复杂。在紫外光下显示特殊的各色荧光图文，具有耐磨擦、耐热、检测方便、准确、防伪性强的特点。激光全息标识在商标、企业标识等领域已经广泛使用。我国现已研究开发出一种激光全息标识二次加密综合防伪技术。

当然，科学同样存在弱点和缺陷，在使用特种防伪油墨的时候要注意以下几个问题：

1.清洗设备：许多防伪油墨都是无色油墨，在印刷前必须清洗干净滚筒、刮墨刀等。

2.注意润版液的选用：荧光、热敏等油墨的耐醇性不好，在采用此类油墨时，最好不采用酒精润版。注意紫外线对人体的辐射：采用短波荧光时，由于254nm紫外光直接照射会伤害人的皮肤和眼睛，产品检测必须采用有保护装置的检测工具。

光学防伪技术范文第4篇

论文摘要：回顾了全息术的历史，阐述了全息术的基本原理，然后介绍了全息术在实际中的应用及其发展方向。

我们看到的世界是三维的、彩色的，这是因为每个物体发射的光被人眼接受时，光的强弱、射向和距离、颜色都不同。从波动光学的观点看，是由于各物体发射的特定的光波不同，光的特征主要取决于光波的振幅(强弱)，位相(同相面形状)和波长(颜色)。如果能得到景物光波的完全特征，就能看到景物逼真的三维像，这就是全息术。全息术诞生到现在60年来取得了很大的进展，已被广泛地应用于近代科学研究和工业生产中。

1全息术的历史和发展阶段

1948年，丹尼斯·盖伯提出一种记录光波振幅和相位的方法，随后用实验证实这一想法，即全息术，并制成世界上第一张全息图。盖伯本来是为提高电子显微镜的分辨率而提出的设想，虽然未能用电子波证实其原理，但用可见光证实了。从第一张全息照片制成到20世纪50年代末期，全息图制作具有以下共同特点：全息图都是用汞灯作为光源；而且是所谓同轴全息图，即物光和参考光在一条光路上得到的全息图。这一时期的全息图被称为第一代全息图，标志着全息术的萌芽。第一代全息图存在两个严重问题，一个是再现的原始像和共轭像分不开，另一个是光源的相干性太差。因此在这十多年中，全息术进展缓慢。

1960年激光的出现，提供了一种高相干度光源，为全息技术发展提供了可能。针对第一代全息技术出现的问题，利思和乌帕特尼克斯(1962)提出，将通信理论中的载频概念推广到空域中，用离轴的参考光与物光干涉形成全息图，再利用离轴的参考光照射全息图，使全息图产生三个在空间互相分离的衍射分量，其中一个复制出原始物光。该方法被称为离轴全息术，这是全息术发展的第二阶段。第二代全息术解决了光源的问题，并且在立体成像、干涉计量检测、信息存贮等应用领域中获得巨大进展，但是激光再现的全息图失去了色调信息。

科学家们开始致力于研究第三代全息图到。这是用激光记录，而用白光再现的全息图，在一定的条件下赋予全息图以鲜艳的色彩。第三代全息术已经在很多领域的到了应用，例如：像全息、反射全息、彩虹全息、模压全息等。

激光的高度相干性，要求全息拍摄过程中各个元件、光源和记录介质的相对位置严格保持不变，这也给全息技术的实际使用带来了种种不便。于是，科学家们又回过头来继续探讨白光记录的可能性。第四代全息图应该是白光记录白光再现的全息图，它将使全息术最终走出有防震工作台的黑暗实验室，进入更加广泛的实用领域。

2全息术的基本原理和特点

全息术是一种“无透镜”的两步成像法，它能在感光胶片上同时记录物体的全部信息，即物体光的振幅和位相。全息照相过程分全息记录和再现两步：第一步称为波前记录(全息记录)；第二步物体的再现(重现)。

波前记录依据的是干涉原理，物光波和参考光波相干叠加而产生干涉条纹。干涉条纹的反衬度记录了物光波前的振幅分布，干涉条纹的几何特征(包括形状、间距、位置)记录了物光波前的位相分布。就是说，全息图上的强度分布记录了物光波的全部信息-振幅分布和位相分布，它们分别反映了物体的明暗和纵深位置等方面的特征。应当指出，任何感光底片都只能记录振幅(或者说强度)的分布，而不能直接记录位相分布，全息照相之所以能记录位相分布，是利用了参考光波把它转化成了干涉条纹的强度分布。假如没有参考光波，或者它与物光波不相干，波前上的位相分布是不可能记录下来的。

波前再现的理论依据是衍射原理，照明光波(再现光)经过全息图衍射后出现一个复杂的光波场。全息图的衍射波含有三种主要成分，即物光波(+1级衍射波)，物光波的共轭波(-1级衍射波)，照明光波的照直前进(零级衍射波)。在现代记录和重现的全息照相装置中，这三种衍射波在空间彼此分离，互不干扰，便于人们用眼睛或镜头去观测物光波的虚像或其共轭波的实像。

全息术的原理决定了它所记录的全息图有下列特点：

(1)三维性——因为全息图记录了物光的相位信息，图像具有显著的视差特性，可以看到逼真的三维图像。

(2)不可撕毁性——因为全息图记录的是物光与参考光的干涉条纹，所以具有可分割性。它被分割后的任一碎片都能再现完整的被摄物形象，只是分辨率受到一些影响。

(3)信息容量大——同一张全息感光板可多次重复曝光记录，并能互不干扰地再现各个不同的图像。

(4)全息图的再现相可放大或缩小——因为衍射角与波长有关，用不同波长的激光照射全息图，再现相就会发生放大或缩小。

3全息术的主要应用及其发展方向

全息术经过60年的发展，已与计算机技术、光电技术以及非线性光学技术紧密结合，成为一种高新技术，扩展到医学、艺术、装饰、包装、印刷等领域，在一些发达国家还兴起了全息产业，并且正在形成日益广阔的市场，实用前景非常可观。本文介绍全息术中几个应用较为广泛、产业化较成熟的领域并说明其发展方向。

3.1全息存储

全息存储是依据全息术的原理，将信息以全息照相的方式存储起来，它利用两个光波之间的耦合和解耦合，可以把信息存储和信息之间的比较(相关)、识别，甚至联想的功能结合起来，也就是可以把信息存储和信息处理结合起来。用于全息信息存储的记录介质较多，可永久保存信息的全息图用银盐干板、银盐非漂白型位相全息干板、光聚合物及光致抗蚀剂等；可擦除重复使用的实时记录材料有光导热塑料、有机或无机光折变材料等。全息存储在存储容量方面具有巨大的优势，原因是：

(1)全息存储具有存储容量大的优势。用感光干板作为普通照相记录信息时，信息存储密度的数量级一般为105bit/mm2；用平面全息图存储信息时，存储密度一般可提高一个数量级达106bit/mm2；如果用体全息图存储信息时，存储密度可高达1013bit/mm2。

(2)全息存储具有极大的冗余性，存储介质的局部缺陷和损伤不会引起信息丢失。

(3)全息存储具有读取速率高和能并行读取的特点，每个数据页可包含达1Mbit的信息，写人一页的时间在100ms左右，读信息的时间可以小于100μs，而磁盘的寻址时间至少需要10ms。

当前，在世界范围内掀起了全息存储研究的热潮，并取得很大的进展，其主要表现在：

(1)存储容量迅速提高和性能不断改善，并逐步走向实用化。例如，1994年美国加州理工学院在1cm3掺铁妮酸锉晶体中记录了1000幅全息图，同年，斯坦福大学的一个研究小组把经压缩的数字化图像视频数据存储在一个全息存储器中，并再现了这些数据而图像质量无显著下降。1999年美国加州理工大学利用空-角复用技术，在同一块在掺铁铌酸锂晶体中存储了26000幅全息图。北京清华大学实现了在掺铁妮酸铿晶体中的同一空间位置记录1500幅全息图，并研制了具有紧凑结构的灵巧型全息存储装置。

(2)实用化的全息存储系统逐渐推出。例如，1995年由美国政府高级研究项目局(ARPA)、IBM公司的Almaden研究中心、斯坦福大学等联合成立了协作组织并在美国国家存储工业联合会(NS1C)支持下川，投资约7000万美元，实施了光折变信息存储材料(PRISM)和全息数据存储系统(HDSS)项目，预期在5年内开发出具有容量为1Tbit数据，存储速率为1000MB/s的一次写人或重复写人的全息数据存储系统。同样的研究在法国、英国、德国和日本等国家也正在加紧进行。

近几年来，光电子技术和器件取得了系列重大进展，为全息存储器提供了所必要的高性能半导体激光器、液晶空间光调制器、CCD阵列探测器等核心元器件，全息存储的理论和方法的发展使这项技术日趋成熟然而，美中不足的是全息图的寿命问题尚待解决，虽然张泽明、谢敬辉等对Ce：Fe：LiNbO3晶体的全息存储和热定影进行了理论和实验研究，从方法上给出了记录角度越大，光栅周期越小，热定影所需最小离子数密度越高，存储系统的整体性能越好，但是目前还未解决的一个难题是寻找合适的记录材料。无疑，这将成为全息存储界研究的热门课题。

3.2显示全息

显示全息技术是在激光透射全息图的基础上来制作各种类型的全息图，如白光反射全息图、白光透射全息图等，各种类型的显示全息图可用于舞台布景、建筑、室内装饰、投影等；再如，以动态显示的全息技术、层面X射线照相术、3DCAD技术、3D动画片、雷达显示、导向和模拟系统等，每3年一次的显示全息国际会议上都有全息界泰斗展出令人吃惊的全息图，它们充分展示了全息技术创造性的魅力和艺术的美。

显示全息目前主要有两大类：第一类是Lippmann全息图，制作方法有Denisyuk的单光束法和Benton的开窗法。第二类是S.A.Benton的彩虹全息图，这是一种透射式显示全息图，可在白光照明下再现立体图像，且图像的颜色随观察的位置的变化而变化，从红到紫如雨后彩虹而得名。随着高质量记录材料的发展，随后的一些研究者和艺术家不断追求更实用的拍摄技术，如假彩色编码和真彩色反射全息图等。美国光学学会主办的《AppliedOptics》和《OpticsLetters》在20世纪80年代都有关于这方面的论文报道。由SPIE主办的《Holosphere》和美国全息制造商协会主办的《HolographyNews》以往和近年都不断地报道有关显示全息图的最新制作技术和商业信息。但从这些报道情况来看，显示全息存在不足主要表现在：

(1)视角范围、图像体积有限；

(2)没有获得特别有效的全息图的计算方法；

(3)由于全息计算数量巨大，导致动态显示异常困难。克服以上不足，将可能成为显示全息研究的几个热点。

近年来，显示全息技术掀起一场数字化变革，数字合成全息技术为全息三维显示开辟了前所未有的应用前景。随着计算机运行速度的提高和高分辨空间调制器件的发展，利用显示全息的大视场、大景深、全视差、真彩色、可拼装、价格低廉等特性，在不久的将来开发出真正意义的全息电影和全息电视，为显示全息技术创造良好的商业前景。

3.3模压全息

模压全息是1979年RCA公司为解决视频标准件的全息拷贝而提出的，它是将全息术和电镀、压印技术结合起来，使全息图的制作产业化，用白光再现时，可得到色彩鲜艳逼真的三维图像，并可通过印刷方式大批量生产，使得它在许多领域得到广泛的应用，以商品形式走向市场。模压全息的制作主要分为三个阶段：激光摄制原片全息图；电成型制金属模板；模压复制。这三个阶段生产工艺和技术要求都比较高，因此，模压全息作为安全防伪首当其冲，是安全防伪技术的一个里程碑。正如全息图的新奇性、强烈的视角效果、制作的难度以及易于应用在钞票的包装上，不能去除性、价格低廉、容易验证等特点，使它很快占领了防伪领域。模压全息是一种技术与艺术结合的高科技产品，无论在高档商品促销、名优商品的防假冒或在有价证券(如信用卡、钞票、护照签证)的防伪和加密以及图书、印刷、印染、装磺、纪念邮票和广告标牌等都有采用模压全息技术，并备受使用者青睐。

模压全息出现于20世纪70年代，80年代中期已形成了一种产业，90年代达到了鼎盛时期。本世纪初，随着防伪技术要求的不断提高，模压全息技术又有了新的突破：美国斑马图像公司推出了二维图像的数字化采集和拍摄技术；2003年，苏州大学研制成功并已批量生产“数码激光全息照排系统”；同年，倪星元、张志华等成功研制了可替代传统镀铝防伪薄膜的透明TiO2激光全息防伪薄膜。这些模压全息的一个个技术突破，使防伪功能有了提高，让激光全息防伪技术达到新的境界。

模压全息产业在我国起步较晚，但发展速度迅猛，目前国内已有100多条模压全息生产线。为了使模压全息技术健康发展，我国模压全息产业发展必须在三个方向上引起重视：首先是开拓全息烫金材料，取代金膜和银膜，其次开发全息包装材料，实现立体防伪包装，第三个方向是模压全息技术和现代印刷术相结合，体现传统的美术效果和现代科技的艺术魅力。

3.4全息干涉计量

全息干涉计量术是将不同物光，在不同的时间记录在同一张全息干板上，然后利用全息术的空间波前再现原理，非接触地对物体表面进行三维测量而获得信息。全息干涉计量术是全息应用的一个重要方面，它能实现高精度非接触性无损测量，比一般光学干涉计量有很多优点。一般光学计量只能测量形状比较简单、表面光度很高的零部件，而全息计量方法则能对任意形状、任意粗糙表面的物体进行测量，测量精度为光波波长λ的数量级。目前，全息干涉计量术在方法上先后发展了实时全息干涉法(单次曝光法)、二次曝光全息干涉法、时间平均全息干涉法、双波长干涉法以及双脉冲频闪全息干涉法，此外，J.A.Leendertz开辟了全息干涉计量术的另一个新的分支-激光斑纹计量术。随着光电技术、计算机技术、CCD器件及光纤技术的飞速发展，使得全息干涉计量技术在信息采集和处理上更为方便、快捷和可靠，并得以在恶劣环境条件下对某些物理量进行定时测量。再加之相移技术、外差技术和锁相技术等，可使测量精度提高到λ/100或更高。

全息干涉计量在20世纪80年代美国等西方先进国家已产业化，我国在20世纪80年代初有几所大学和科研单位的研究项目通过鉴定，其中有些达到当时的先进水平。经过近几年的开发和研制，我国在全息干涉计量测试设备方面主要发展有：

(1)用于测试火箭发动机喷雾化特性的YSCI型离子瞬态激光全息测试仪；

(2)用于激光热核聚变稠密等离子体电子密度测量的SPQ-1型四分幅皮秒紫外线激光全息探测仪；

(3)包括记录、再现、图像处理三部分的瞬态激光全息干涉计量测试系统；

光学防伪技术范文第5篇

在中国改革开放之初，香港CPM贸易有限公司是第一批进入中国内地市场的外资企业，作为CPM贸易有限公司董事总经理的郑小玲，从20世纪80年代初就致力于帮助中国企业进行技术改造升级，她将当时世界上最先进的技术和设备介绍给中国企业，为企业进行技术改造升级提供了重要的技术来源。在进入中国的前几年，CPM公司成功办理了多个交钥匙工程，这些业务赢得了中国企业的高度认可。

为进一步拓展CPM公司在华业务，总经理郑小玲对中国企业进行了深入的考察和调研，这些年她的足迹遍及中国的大江南北，经她促成的合作涉及央企、国企、外企和民企；横跨机床行业、陶瓷和家用电器等轻工行业、水泥玻璃等建材行业以及防伪光学等高科技行业；引进的技术和设备超过二三百台、生产线20多条。

特别是在中国加入世贸组织后，她敏锐地察觉到中国在国际化过程中出现的新商机：“中国加入世贸增加了公平竞争的机会，大家必须根据世贸的游戏规则来做，这无形中就给中国企业的出口提供了公平的机会。但是在公平的同时，质量也一定要保持水准。我们是做高端产品出口的。我们合作伙伴的素质也在不断提高，更加注重产品质量。”