光學圖像加密專業

1. 什麼是防偽印刷技術

鐳射防偽、激光防偽
激光防偽技術包括激光全息圖像防偽標識、加密激光全息圖象防偽標識和激光光刻防偽技術三方面。

全息防偽技術包括常規全息防偽技術,多通道全息防偽技術,隱形加密技術,360°計算機點陣全息技術,雙層全息技術,熒光加密全息技術,動態編碼防偽技術,電話電碼防偽技術,核微孔防偽技術以及基因防偽技術,並具有圖像清晰、色彩絢麗、立體感強、一次性使用的特點。多通道全息防偽在轉動標識時,會看到在標識的同一位置上出現不同的圖案。隱形加密技術將加密圖案製作於標識的任一位置,在激光再現儀下方可看到加密圖案。360°計算機點陣全息技術在圖像360°的觀察范圍內會出現放射狀、環狀、螺旋狀等光點的組合與變換,動感極強。雙層全息技術能把全息標識揭開,還能看到印有圖案和文字的第二防偽層,有雙保險的防偽效果。熒光加密全息技術原理與人民幣熒光加密原理一樣。動態編碼防偽是將商標置於眼前,緩慢地轉動商標會出現連續動作的圖案。電話電碼防偽標識是由激光防偽技術和電話電碼防偽技術相結合製作而成,通過查詢統一的中心資料庫可以核對真偽。核微孔防偽標識由激光防偽技術和核微孔防偽技術組成,僅用一隻水筆便可分辨真偽。基因防偽是在標識背膠中加入基因因子,通過專用儀器進行檢測。
常用的是激光彩虹模壓全息圖文防偽技術,它是應用激光彩虹全息圖製版技術和模壓復制技術,在產品上製作的一種可視的圖文信息。
彩虹全息圖像是以普遍全息圖像作為拍攝物體,經一系列程序處理後製成的彩虹全息照片。如用光致抗蝕刻劑的感光片代替普通照片拍攝的全息圖,經曝光處理後,即得到一張浮雕型位相全息圖,即製作彩虹全息圖的母版。母版表面充滿了凹凸不平的干涉條紋,其精細度可達每毫米千餘條。這些浮雕狀的條紋載錄了被拍物體的光波強度與位相信息,實現了全息記錄。然後用真空鍍膜或化學電鍍方法,在母版表面鍍上一層很薄的金屬膜,再電鍍上適當厚度的鎳或其他金屬,做成一塊機械性能良好的模壓金屬板。將此板裝在壓印機上,熱壓聚酯類塑料薄膜,把浮雕型全息圖壓印在薄膜上,最後在薄膜上再真空蒸鍍一層鋁膜,以提高膜的反射率。在鋁膜上蓋鍍或塗布保護層後,便製成全息圖片,即不透明的激光模壓全息防偽圖。這種全息圖可用日光觀察,日光中的每一種波長的光都會被圖片上的干涉條紋所衍射,因有不同的衍射角,故在不同的角度觀看時,有不同顏色的再現圖像。
由於全息圖中的色塊組合是隨機編碼的,即使同一設備也很難制出完全相同的全息母版,故彩虹全息圖像已廣泛用於製作防偽標識。也可將全息圖直接轉印到紙品上,現已廣泛應用於票證、商標及信用卡。
模壓全息防偽標識的顏色有單一彩虹,多種彩虹色、真彩色及黑白(消色) 4 種,其圖像有二維、三維、多重與動態成像。
激光模壓全息防偽標識全息圖成像技術的不同,可將其分為經典、脈沖三維激光模壓全息防偽標識以及合成模壓、多重圖像激光模壓、動態模壓、動態光柵模壓、隱形全息模壓、防偽油墨加密激光模壓等全息防偽標識。
近年又有燙金全息圖及透過式全息圖問世,它們都是在普通彩虹全息圖的基礎上的革新。其中半透式全息圖是將聚酯薄膜上的鋁層做成網點狀並控制網點密度,在再現光下使有金屬的網點處有光反射,在非金屬網點處形成光的透射,並調整透射與反射之比,使透過全息圖的同時還能看到圖下掩蓋的圖文,故也稱之為透視全息圖。
防偽技術的發展,彩色全息圖、合成全息圖、密碼全息圖(用一個激光筆可讀出圖中的信息) 等接踵而至。這些經激光全息技術處理後具有防偽功能的新型包裝材料和更高技術層次的全息圖像標識技術,具有更好的防偽功能。
利用全息印刷技術做出防偽標識,附於包裝物表面是當前最為流行的防偽手段。全息圖像由於綜合了激光、精密機械和物理化學等學科的最新成果,技術含量高。對多數小批量偽造者而言,全套製造技術的掌握和製造設備的購置難以做到的,因此此種技術的效果是顯著的。
全息防偽技術的廣泛應用和其它防偽技術的出現,人們對全息防偽眾說紛紜,顧慮重重。目前能生產此類標識的廠家有數百個,由於技術上、管理上存在的諸多問題,使得有些真的標識不易識別,一些模擬的標識又能以假亂真,極大地降低了激光全息防偽標識在人們心目中原有的地位。廠家過多、產品過剩、競爭過度可能是激光全息防偽陷入信任危機的首要原因。但從純技術的角度上講、圖像來源簡單,照像技術守舊和記錄材料單一,同樣也是誘發信任危機的根源。因此,如能加強管理,改進技術,生產高質量的三維全息圖,同時在顯示、照相技術和記錄材料三方面不斷地挖潛、完善和創新,把握全息與其它防偽技術相結合,全息與印刷相結合,全息與包裝相結合的發展方向,把激光全息防偽作為技術發展的主要方向,這才是至關重要的。

下面給你介紹激光防偽技術的發展史：

第一代激光防偽技術是激光模壓全息圖像防偽標識。

全息照相是由美國科學家伯格（MJ·Buerger）在利用X射線拍攝晶體的原子結構照片時發現的，並與伽柏（D·Gaber）一起建立了全息照相理論：利用雙光束干涉原理，令物光和另一個與物光相乾的光束（參考光束）產生干涉圖樣即可把位相「合並」上去，從而用感光底片能同時記錄下位相和振幅，就可以獲得全息圖像。但是，全息照相是根據干涉法原理拍攝的，須用高密度（解析度）感光底片記錄。由於普通光源單色性不好，相乾性差，因而全息技術發展緩慢，很難拍出像樣的全息圖。直到60 年代初激光出現之後，其高亮度、高單色性和高相干度的特性，迅速推動了全息技術的發展，許多種類的全息圖被製作出來，全息理論得到很好的驗證，但由於拍攝和再現時的特殊要求，從誕生之日起，就幾乎一直被局限在實驗室里。

70年代末期，人們發現全息圖片具有包括三維信息的表面結構（即縱橫交錯的干涉條紋），這種結構是可以轉移到高密度感光底片等材料上去的。1980年，美國科學家利用壓印全息技術，將全息表面結構轉移到聚酯薄膜上，從而成功地印製出世界上第一張模壓全息圖片，這種激光全息圖片又稱彩虹全息圖片，它是通過激光製版，將影像製作在塑料薄膜上，產生五光十色的衍射效果，並使圖片具有二維、三維空間感，在普通光線下，隱藏的圖像、信息會重現。當光線從某一特定角度照射時，又會出現新的圖像。這種模壓全息圖片可以像印刷一樣大批量快速復制，成本較低，且可以與各類印刷品相結合使用。至此，全息攝影向社會應用邁出了決定性的一步。

由於當時這種模壓全息圖片的製作技術是非常先進的技術，只有少數人掌握，於是就被用作防偽標識。其防偽的原理是：

1.在激光全息圖片拍攝的整個過程中，如果有一項條件不同（如拍攝彩虹全息的條件），則全息標識的效果就會有差異。

2.這種全息圖像的全息信息用普通照相無法拍攝，因而全息圖案難以被復制。

第一個應用全息圖片作為防偽標識的是JohnnyWalkeWhishy（一種威士忌）。它在泰國應用時，據說銷售額增加了45％ 左右。

激光模壓全息防偽技術傳入我國是在80年代末90年代初，特別是1990年至1994年期間，全國各地引進生產線上百條，占當時世界生產廠家的一半多。在引進初期，這種防偽技術確實起到了一定的防偽作用，但是隨著時間的推移，激光全息圖像製作技術迅速擴散，如今早已被造假者從各個方面攻破，幾乎完全失去了防偽的能力。

第二代改進型激光全息圖像防偽技術

第一代激光全息防偽技術的泛濫，促使人們不得不開始尋求改進現有技術。改進後的技術主要有三種：一是應用計算機圖像處理技術改進全息圖像；二是透明激光全息圖像防偽技術；三是反射激光全息圖像防偽技術。
1.應用計算機圖像處理技術改進全息圖像
計算機圖像處理技術改進激光全息圖像經歷了兩個發展形態，第一形態是計算機合成全息技術，這種技術是將系列普通二維圖像經光學成像後，按照全息圖像的成像原理進行處理後記錄在一張全息記錄材料上，從而形成計算機像素全息圖像。觀察這種像素全息圖像時，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態效應，並且不受再現光線方向的限制。第二形態是計算機控制直接曝光技術，與普通全息成像不同，這種技術不需要拍攝對象，所需圖形完全由計算機生成，通過計算機控制兩束相干光束以像素為單位逐點生成全部圖案，對不同點可改變雙光束之間的夾角，從而製成具有特殊效果的三維全息圖。
2.透明激光全息圖像防偽技術
普通的激光全息圖像一般是用鍍鋁的聚酯膜經過模壓（也可以先用聚酯薄膜經過模壓再鍍鋁）而成，鍍鋁的作用是增加反射光的強度使再現圖像更加明亮。照明光和觀察方向都在觀察者這一側，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年我國公安部將透明激光全息圖像應用在居民身份證上，將身份證用透明膜整體覆蓋，在光線下觀察身份證正面時，不但能看清證件內容，還能看到透明膜上顯現出來的二維、三維彩虹全息圖像（「長城」及「中國」的中英文字樣）。
3.反射激光全息圖像防偽技術
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上，一部分光作為參考光，另一部分透過介質照亮物體，再由物體散射回介質作為物光，物光和參考光相互干涉，在介質內部生成多層干涉條紋面，介質底片經處理後在介質內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多個反射面），用白光點光源照射全息圖，介質內部生成的多層半透明反射面將光反射回來，迎著反射光可以看到原物的虛像，因而稱為反射激光全息圖。

第三代加密全息圖像防偽技術

加密全息圖像是指採用諸如激光閱讀、光學微縮、低頻光刻、隨機干涉條紋、莫爾條紋等等光學圖像編碼加密技術，對防偽圖像進行加密而得到的不可見或變成一些散斑的加密圖像.
1.激光閱讀
利用光學共軛原理將文字或圖像信息存貯在全息圖像中。在普通環境下，這些信息不會顯現，當用激光筆照射時，人們可藉助硫酸紙或白紙看到所存貯的信息。所存貯的信息可以是文字、標識、灰度圖像，甚至一篇文章，表現形式也有反射式和透射式兩種.
2.光學微縮
將文字信息用光學微縮的方式記錄在全息圖上，平常肉眼難以辨認，在10倍、甚至100倍放大鏡下才可觀察到具體內容，一般情況下，中文可縮至0.1mm,英文可縮至0.05mm
3.低頻光刻
在全息圖上以非干涉方式將預先設計好的條紋花樣以縮微的形式直接記錄在全息圖上，這些花樣的條紋密度比普通干涉條紋低10倍在100線/mm左右，直觀效果是在全息圖上某些部位具有類似金屬光澤的衍射花樣，若條紋花樣是用計算機產生的全息圖，則可用激光再現其信息.
4.隨機干涉條紋
在製作全息圖時引入隨機機制，在全息圖上記錄隨機干涉花樣，這種花樣具有明顯的特徵，且不可重復，即使同一個人使用同樣的工藝在不同的時刻所產生的花樣都不相同，因此是一種很好的防偽方式。除靜態平面干涉條紋外，目前已發展到動態，立體干涉條紋，仿冒者根本無法復制.
5.莫爾干涉加密
利用莫爾原理，即兩套周期性結構的條紋重疊可產生第三套周期結構花樣的原理，在其中一套條紋中改變其位相並編碼一個圖案，這種圖案在平時是隱藏的不能分辨，當與另一套周期條紋重疊時圖案顯現出來.
加密全息圖像因其不可見或只顯現一片噪光，如沒有密鑰很難破譯，所以具有一定的防偽功能。但是因為它在通常環境下無法分辨，因此不具備為普通大眾所識別的能力.
第四代激光全息防偽技術

1.組合全息圖
組合全息圖是將幾十甚至幾百個不同的二維圖像通過幾十甚至幾百次曝光所記錄的全息圖。其效果可以從兩個方面體現，一是類似於平面動態設計，可以拍攝各種花樣的平面動態變化圖案，二是利用3D軟體或藉助數碼相機，將三維目標的各個側面及隨時間的變化過程記錄下來，製作四維全息圖，即該全息圖不僅能夠記錄和再現物體的三維空間（X，Y，Z）特性，還能記錄和再現該三維物體隨時間（T）的變化，這是一種防偽性能極高的全息圖，與普通2D/3D或真三維全息相比較，具有以下特點：①信息量巨大，製作工藝復雜：普通全息防偽標貼往往通過幾次曝光就可以完成，而製作四維全息圖需要對幾十甚至幾百幀二維圖像進行記錄，從而曝光次數是普通全息的幾十甚至幾百倍，這需要專用的儀器設備及更加精巧的工藝過程才能實現。②拍攝對像沒有限制，拓展了激光全息這一高科技手段的應用范圍：普通全息記錄三維模型需要1：1的模型實體進行拍攝，而四維全息則首先從各個角度採集物體的信息，然後對採集到的二維圖像進行合成製作全息圖，從而對拍攝的對象沒有限制，可以是真人，真物體，甚至是電腦構制的虛幻物體。比例也無需1∶1。③真彩色四維顯示，普通全息標識望塵莫及：傳統全息標識只能實現平面層次感，三維全息圖也只能表現1：1靜物的三維立體特徵，且不能還原物體的真色彩。四維全息則不同，在以真彩色反應三維空間物體的同時，還能附載該三維空間隨時間的變化，這樣的全息標識如同一幅內容豐富的小電視，設計者可在上面盡情揮灑.
2.真三維全息圖
全息圖的一個重要特徵就是能夠實現三維顯示，真三維全息圖就是利用真實三維雕刻模型製作全息圖其防偽意義在於兩個方面，一是三維模型全息圖的拍攝難度比普通2D/3D高很多，尤其是將二者結合起來；二是即使仿冒者能夠製作三維模型全息圖，但三維雕刻及拍攝時物體的角度等也會有很大差異，很難成功。因此，這種是一種高防偽性的全息圖。

2. 激光全息膜的特點與類型

激光全息標識在包裝印刷領域的應用逐年增加，煙、酒、醫葯、化妝品等產品的包裝防偽都離不開激光全息標識
激光全息印刷即激光彩虹全息印刷，是一種利用光學技術的高新印刷工藝。它不僅可以再現原物的主體形象，還可以隨觀察視線方位的變化，顯現原物不同的側面形狀，激光全息圖像利用白光衍射光柵的原理，使圖像效果多變、五光十色、絢麗多彩、色彩神氣、層次明顯、生動逼真、信息及技術含量高，激光全息圖像的製作和復制技術含量高，需要專業人才，加工工藝復雜，設備昂貴，圖像本身具有難以仿製的特點，因此，它在20世紀80年代就開始廣泛用於防偽領域。目前隨著加密全息、三維全息和真彩色全息等高新技術的引入，以及用防揭型和燙印型兩種電化鋁薄膜製作模壓的全息圖的推廣應用，更加大了激光全息材料的防偽力度。
激光全息材料是一種高新技術的新型材料，在包裝和防偽印刷上廣泛應用。激光全息膜使用的原材料主要有PVC、PET、OPP、BOPP等，品種有激光鍍鋁膜、激光透明上光膜、激光燙金紙、激光轉移紙等系列，顏色有金、銀、紅、藍、綠、黑等。激光全息材料將具有良好防偽效果的激光全息圖像防偽技術與燙印、模壓等印刷裝飾技術融為一體，使產品在提高整飾裝潢效果的同時更增添了防偽性能。此外，激光全息技術還與其它技術結合，產生出諸如激光全息加熒光防偽膜、柔性透明激光全息防偽膜、原子核機密防偽激光全息膜等高新技術的產品，更提高了激光全息膜的質量和防偽效果。
激光全息標識印刷是利用激光全息成像技術發展而來的一種防偽印刷技術。用一束激光及從這束激光分出的參照光從不同角度照射一個立體模型。模型反射的光線通過一個狹縫形成包含模型全息信息的干涉條紋。將這種干涉條紋記錄在感光膠片上，翻製成鎳版，然後壓制在鍍鋁薄膜上就可在普通光照下再現模型的全息圖案。這就是激光全息印刷的製作原理。第一個激光全息膜標識的使用是威士忌酒，後來這種標識便風靡世界，廣泛應用於各種票證、信用卡、產品包裝等方面的防偽印刷。
激光全息材料是模壓全息技術與光學、化學、機械及真空技術相結合的當代高新技術產品。激光全息模壓技術屬於一種全息光柵技術，它是利用激光全息原理，將成像物體或多級的印刷設備的材料進行快速復制的全過程。激光全息包裝材料的製作技術高，設備精良，工藝復雜，經加工後產品極易破壞，因此它具有很高的裝飾性和觀賞價值，並且由此使包裝具有很好的防偽效果。激光全息材料拓展了激光模壓全息的技術和用途，把栩栩如生、光彩奪目的三維全息圖像和各種色彩斑斕的全息光柵圖案轉移到各種塑料薄膜和紙基材料上。此外，隨著科技的發展，加密全息(利用特殊的光學編碼技術在全息圖像中進行加密)、三維全息(用特殊的三維物體模型作為目標拍攝的全息圖像)和真彩色全息(以高新的技術再現與客觀物體顏色一致的圖像技術)等新型的激光全息材料的應用，更增添了產品的裝潢效果和防偽性能。