防偽查詢/鐳射防偽的原理是什麼?

  鐳射防偽技術包括鐳射全息圖像防偽標識、加密鐳射全息圖像防偽標識和鐳射全息光刻防偽技術三方面。

  一 、第一代鐳射防偽技術

  第一代鐳射防偽技術是鐳射模壓全息圖像防偽標識。

  全息照相是由美國科學家伯格( M ? J? 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干的光束(參考光束)產生干涉圖樣即可把位相"合併"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,相干性差,因而全息技術發展緩慢,很難拍出像樣的全息圖。直到60 年代初鐳射出現之後,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裏。     70年代末期,人們發現全息圖片具有包括三維資訊的表面結構(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,這種鐳射全息圖片又稱彩虹全息圖片,它是通過鐳射製版,將圖像製作在塑膠薄膜上,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、資訊會重現。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複製,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. 在鐳射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資訊用普通照相無法拍攝,因而全息圖案難以被複製。

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

  鐳射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,鐳射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。

  技術評論

  鐳射防偽標識的在其產生時就具有如下先天的缺陷:

  1.僅僅依靠製作技術的保密和控制來防偽。

  2.屬於簡單觀察類防偽技術,其觀察點主要是看是否是全息圖像,其次是看圖案是否符合公佈的圖案,但普通消費者只有在仔細對比時才可以分辨出兩種不同版本的全息標識。

  3.沒有防止防偽標識本身被再次利用的技術方法。

  4.沒有防止附有防偽標識的包裝被再次利用的技術方法。

  5.沒有防止造假者利用收買、行賄等手段獲得防偽標識的技術方法。

  二、 改進的鐳射全息圖像防偽標識

  由於第一代鐳射全息防偽標識已經完全失去了防偽功能,人們不得不開始對其進行改進。改進的方法主要有三種:第一種是採用電腦技術改進全息圖像,第二種是研製成了透明鐳射全息圖像防偽標識,第三種是反射鐳射全息圖像防偽標識。

  2.1 應用電腦圖像處理技術的改進

  電腦圖像處理技術改進鐳射全息圖像經過了兩個階段的發展,第一個階段是電腦合成全息技術,這種技術是將一系列普通二維圖像經光學成像後,按照全息圖像的原理進行一系列的處理,並記錄在一張全息記錄材料上形成電腦圖元全息圖像,觀察這種圖元全息圖像時,可在不同的視角看到不同的三維圖像,其圖形和彩色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。第二階段是電腦控制直接曝光技術,與普通全息成像不同,這種技術不需要拍攝物件,所需圖形完全由電腦生成,通過電腦控制兩相干光束以圖元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。

  2.2 透明鐳射全息圖像防偽技術

  普通的鐳射全息圖像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,這樣的鐳射彩虹模壓全息圖是不透明的。透明鐳射全息圖像的改進之處實際上就是取消了鍍鋁層,全息圖像直接模壓在透明的聚酯薄膜上。1996年,我國公安部又決定將透明鐳射彩虹模壓全息圖應用在居民身份證上,身份證被透明膜整個覆蓋和封住,當在光線下觀察其正面時,不但能看清證件,還能看到透明膜上再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)。

  2.3 反射鐳射全息圖像防偽技術

  反射全息圖是將入射鐳射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,再由物體散射回到介質作為物光,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微米厚的乳膠層裏可以有20多個反射面 )。全息圖的再現過程,則是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,迎著反射光看,可以看到原物的虛像,因而稱為反射全息圖。

  技術評論

  鐳射防偽技術的這些改進並沒有也不太可能延長鐳射全息圖像防偽技術的生命週期,因為這些改進只是不同程度地增加了圖像的製造難度,沒有能改進掉哪怕是一條鐳射全息圖像防偽的先天不足,原有的問題依然存在。

  三、 加密全息圖像防偽技術

  加密的全息圖像是採用諸如隨機位元相編碼圖像加密、莫爾編碼圖像加密、鐳射散斑圖像加密這類光學圖像編碼加密技術,對防偽圖像進行加密,得到不可見的或變成一些散斑的加密圖像。其中隨機位元相編碼加密的圖像是隱形的,只有使用專門的光電解碼機才能夠顯示出原來的圖像,不適合一般商品,目前主要用於各種證卡的防偽。莫爾編碼加密和鐳射散斑加密的圖像只有與解碼光柵或解碼散斑疊合,才能夠顯示出原來的圖像,可用於一般商品防偽。

  加密圖像防偽的原理是加密後的圖像不可見或是一片噪光,而且如沒有密鑰很難破譯,所以具有一定的防偽功能。

  技術評論

  其實,這些技術本是一種圖像加密技術,用於防偽實在是勉為其難。首先是隨機位元相編碼加密的圖像,雖然需要專門的儀器才能顯示出來,但是在造假呈現高技術化、國際化的今天,擁有何難?破譯何難?至於莫爾編碼加密和鐳射散斑加密的圖像就更容易仿造了,因為消費者隨所購買的商品一起得到的不僅是含有加密圖像的防偽標識,還有用於驗證真偽的解碼光柵或解碼散斑,這樣以來,圖像的加密在防偽中根本就未起到任何作用,這種防偽標識的防偽完全依靠加密圖像的製造技術的掌握難度,而掌握這種技術卻並不是十分困難的事情

  四. 鐳射全息光刻防偽技術

  鐳射全息光刻防偽技術又稱鐳射編碼技術,也稱鐳射"燒字"技術。由於鐳射編碼機造價昂貴,應用不夠廣泛,只在大批量生產或其他印刷方法不能實現的場合使用。正因為如此,才使它在防偽包裝方面發揮了作用。鐳射編碼封口技術是一種較好的容器防偽技術。在產品被充填完畢並封口加蓋後,在蓋與容器接縫處進行鐳射印字,使字形的上半部分印在蓋上,下半部分印在容器上。此技術的防偽作用在於:

  (1)包裝容器不能複用。新蓋與舊容器相配字跡很難對齊。

  (2)雷射器價格昂貴, 且在生產線上編碼印字。一般制假者難於投鉅資購買此設備。

  (3)廠家可任意更換印字範本,不同日期用不同範本,更換細節僅少數人知曉, 外人較難破解。

  從防偽效果看,鐳射編碼技術甚至比鐳射全息圖像技術還好。鐳射全息標識是由印刷廠印製, 使用標識的廠家不能確保該母版不從印刷環節外流或非法複製。對於制假者來說,鐳射全息標識可直接分批購得,無須設備投資,也不需掌握該技術。而使用鐳射編碼技術防偽,制假者遇到的第一難題就是昂貴的設備投資。鐳射編碼機價格貴,且必須線上使用,加上字形範本的更換變型的隱秘性,使那些分散的中小型工廠難以制假。由於這些原因,用鐳射編碼技術的包裝壽命要長於用鐳射全息標識的包裝的壽命。

  技術評論

  鐳射全息光刻防偽雖然防偽效果優於一些防偽標識,但也存在如下缺點:

  1.由於鐳射編碼機造價昂貴,中小企業難以採用。

  2.依靠高投資壁壘防止造假,一旦造假者擁有了這種裝備,其防偽作用立即失效

  總技術評論:

  鐳射全息防偽技術是近年來在國內外受到普遍關注的一項現代化鐳射應用技術成果,它以深奧的全息成像原理及色彩斑斕的閃光效果而受到消費者的青睞與喜愛。鐳射全息防偽標識可廣泛應用於輕工、醫藥、食品、化妝品、電子行業的名優商標、有價證券、機要證卡及豪華工藝品等,與一般印刷商標相比,它具獨特的優勢與魅力。但國內的生產廠家極多且管理極為混亂,大大地影響其在大眾心目中的信譽度。本技術適合與其他防偽技術結合使用,如鐳射全息綜合防偽、鐳射電碼複合式、鐳射油墨複合式、包裝鐳射複合式等等。

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