專利名稱：在像素全息圖上加密的光學(xué)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本裝置涉及一種在像素全息圖上加密的裝置，尤其是一種用付立葉變換技術(shù)在像素全息圖上加密的光學(xué)裝置。
自70年代實用新型模壓全息技術(shù)以來，模壓全息圖就被制成防偽標(biāo)識而應(yīng)用在各類證件和產(chǎn)品中。然而，由于普通彩虹全息圖制作技術(shù)的普及和模壓全息圖生產(chǎn)廠家的迅速發(fā)展，仿制全息防偽標(biāo)識的現(xiàn)象越來越嚴重，全息標(biāo)識本身也成了被仿制的物品。
CN96100427.4號專利申請公開一種利用光莫爾效應(yīng)制作隱蔽型全息密碼的裝置。激光器光束經(jīng)擴束濾波器射到具有圖樣的黑白透明片上，黑白透明片與光刻膠版緊密接觸，透過黑白透明片的光束射到光刻膠版?？扇菀椎刂谱麟[蔽型密碼和解碼版。CN96102653.7號專利申請公開一種利用莫爾技術(shù)制作顯現(xiàn)型全息密碼的裝置。激光器的光束經(jīng)分束器，其物光經(jīng)反射鏡、擴束濾波器后，由準直透鏡形成的平行光經(jīng)毛玻璃形成漫射光，再經(jīng)黑白透明片到達全息干版；參考光先經(jīng)反射鏡、擴束濾波器后由準直透鏡形成的平行光到達全息干版上干涉而得。所記錄的密碼圖案與記錄該圖案時所用的物不同，因企圖仿制者從全息標(biāo)識上觀察密碼時看到的是莫爾圖，判斷不出構(gòu)成該圖案的物，故無法仿制，防偽性強。20世紀90年代實用新型了像素全息圖技術(shù)，它是將一張全息圖分解成精度為每毫米幾十個點的點陣，用兩束激光對每一點逐點曝光，因此稱為像素全息圖。制出的全息圖具有360°可觀察，圖案及色彩均可隨觀察角度的不同而變化的特點，十分明亮、美觀，在物品包裝上有極好的商業(yè)價值。此外，此種全息圖用計算機設(shè)計圖案，利用自動控制設(shè)備制作，對設(shè)備的精度要求很高，因此設(shè)備很昂貴。在此技術(shù)剛剛推出的頭幾年，由于擁有此類設(shè)備的人很少，此種全息圖被廣泛應(yīng)用在防偽標(biāo)識及防偽包裝上。但是隨著該技術(shù)和設(shè)備的普及，只要擁有類似的設(shè)備就能制作出相同的全息圖，使得像素全息圖的防偽力度大大降低。然而由于像素全息圖十分美觀，人們又很想繼續(xù)將其應(yīng)用于防偽標(biāo)識和包裝中。
本實用新型的目的旨在提供利用付立葉變換技術(shù)、難以被仿制的在像素全息圖上加密的光學(xué)裝置。
用付立葉變換技術(shù)在像素全息圖上加密的光學(xué)裝置設(shè)有1個激光器，其波長應(yīng)能對光刻膠版感光；1個分束器，用以將激光器輸出的激光分為2束；
1個物光產(chǎn)生系統(tǒng)，用以將分束器的1束光產(chǎn)生物光；它可包括1個擴束濾波器，用以對分束器的1束光進行擴束濾波；1個準直透鏡，用以將擴束濾波后的光束形成平行光；1個反射鏡，用以將準直透鏡形成的平行光即物光反射；1個付立葉變換與逆變換系統(tǒng)，用以將物光經(jīng)付立葉變換與逆變換，并送至全息記錄干版；它可設(shè)有像素全息圖與位相板、球面透鏡L3和L4，以及全息記錄干版，透鏡L3和L4有相同的焦距f，兩透鏡以間隔2f的距離前后設(shè)置，像素全息圖置于前透鏡L3的前焦面，位相板靠近像素全息圖放置，全息記錄干版置于后透鏡L4的后焦面；1個參考光產(chǎn)生系統(tǒng)，用以將分束器的另一束光產(chǎn)生參考光，并送至全息記錄干版；它可包括1個反射鏡，用以將分束器的另1束光反射到另1個擴束濾波器；1個準直透鏡，用以將擴束濾波后的光束形成平行光；1個反射鏡，用以將準直透鏡形成的平行光作為參考光反射到付立葉變換與逆變換系統(tǒng)的全息記錄干版。
所說的像素全息圖通常為透射全息圖，材料為光刻膠版，位相板位于起付立葉變換作用的前透鏡與像素全息圖之間靠近像素全息圖的位置。像素全息圖也可采用模壓全息圖。
上述物光產(chǎn)生系統(tǒng)、參考光產(chǎn)生系統(tǒng)和付立葉變換與逆變換系統(tǒng)的光路結(jié)構(gòu)可有其它多種形式。
本實用新型利用付立葉變換與逆變換的原理，在像素全息圖的付立葉變換譜上迭加上一個位相信息，并將它們的逆付立葉變換的光分布用全息方法記錄下來，成為新的已加密的全息圖。該新全息圖不僅保留原像素全息圖的圖案，具有十分明亮、美觀和動感的優(yōu)點；而且因為在圖像上加上了位相分布而帶有立體效果，該效果根據(jù)所加位相信息的位相分布情況而定。由于位相信息是由加密者特意選取的，其他人從加密后的圖像中很難辨別出所加位相信息的細節(jié)，所以極難仿制該全息圖。此類全息圖可應(yīng)用于全息防偽標(biāo)識中，作為背景圖案或整個圖案的一部分，也可制作于全息防偽包裝材料的圖案中，使這些產(chǎn)品的防偽力度進一步提高。


圖1為本實用新型實施例的光路設(shè)置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實用新型的像素全息圖采用模壓全息圖的光路設(shè)置結(jié)構(gòu)示意圖。
以下實施例將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。
如
圖1所示，整個裝置設(shè)有激光器、分束器、物光產(chǎn)生系統(tǒng)、參考光產(chǎn)生系統(tǒng)和付立葉變換與逆變換系統(tǒng)。圖中LA為激光器，它的波長應(yīng)能對光刻膠版感光(藍光)。B為分束器。S1、S2為擴束濾波器，M1～M3為反射鏡，L3、L4為球面透鏡，H1為制作好的像素全息圖(通常為透射全息圖，材料為光刻膠版)，P為位相板(透明，有特定的厚度分布)并靠近H1放置，H2為全息記錄干版(光刻膠版)。L1和L2是準直透鏡，用于產(chǎn)生平行光。L3和L4分別用于起光學(xué)付立葉變換與逆變換作用，它們有共同的焦距f，兩透鏡以間隔2f的距離放置。H1置于L3前焦面，H2置于L4的后焦面。從H1到H2之間的光學(xué)系統(tǒng)組成了付立葉變換與逆變換的系統(tǒng)，這是一個4f系統(tǒng)。在
圖1中，擴束濾波器S1、準直透鏡L1和反射鏡M1組成物光產(chǎn)生系統(tǒng)；反射鏡M2、擴束濾波器S2、準直透鏡L2和反射鏡M3組成參考光產(chǎn)生系統(tǒng)；像素全息圖H1、位相板P、球面透鏡L3與L4以及全息記錄干版H2組成付立葉變換與逆變換系統(tǒng)。
從激光器輸出的激光經(jīng)分束器B分為兩束，一束到物光產(chǎn)生系統(tǒng)，它經(jīng)S1擴束濾波后，經(jīng)L1后變成平行光，由M1反射以一定角度入射到H1上，該入射角度即像素全息圖H1的重現(xiàn)照明光角度，在H1的右面產(chǎn)生一重現(xiàn)光波。該光波經(jīng)過位相板P后位相受到調(diào)制，成為由像素全息圖重現(xiàn)光的空間分布和位相板的位相分布疊加而成的混合波。由于像素全息圖和位相板位于L3的前焦面，在L3的后焦面上就形成了該混合波的空間頻譜分布，即經(jīng)過了一次付立葉變換。該光波經(jīng)過L4后，在L4的后焦面又還原成了像素全息圖和位相板的混合波，即進行了付立葉逆變換。以此波作為物光，在L4的后焦面放置一全息記錄干版H2并引入?yún)⒖脊?，即可將此光波記錄下來。參考光由參考光產(chǎn)生系統(tǒng)產(chǎn)生，它由
圖1中的分束器B的另一束光經(jīng)反射鏡M2、擴束濾波器S2、準直透鏡L2和反射鏡M3后產(chǎn)生。
像素全息圖也可以采用模壓全息圖，此時由于它必須用反射式照明，它的重現(xiàn)照明光應(yīng)從
圖1中H1的右邊射入。此時整個光路設(shè)置如圖2。圖2中除了H1的照明光方向不同外，其它設(shè)置均與
圖1相同。
權(quán)利要求1.在像素全息圖上加密的光學(xué)裝置，其特征在于設(shè)有1個激光器；1個分束器，設(shè)于激光器輸出端；1個物光產(chǎn)生系統(tǒng)，設(shè)于分束器的1束光路上；1個付立葉變換與逆變換系統(tǒng)，設(shè)于物光產(chǎn)生系統(tǒng)的物光輸出端；1個參考光產(chǎn)生系統(tǒng)，設(shè)于分束器的另一束光路上。
2.如權(quán)利要求1所述的在像素全息圖上加密的光學(xué)裝置，其特征在于所說的物光產(chǎn)生系統(tǒng)包括1個擴束濾波器，設(shè)于分束器的1束光的輸出光路上；1個準直透鏡，設(shè)于擴束濾波器后的輸出光路上1個反射鏡，設(shè)于準直透鏡后的平行光輸出光路上。
3.如權(quán)利要求1所述的在像素全息圖上加密的光學(xué)裝置，其特征在于所說的付立葉變換與逆變換系統(tǒng)設(shè)有像素全息圖與位相板、球面透鏡L3和L4，以及全息記錄干版，透鏡L3和L4有相同的焦距f，兩透鏡以間隔2f的距離前后設(shè)置，像素全息圖置于前透鏡L3的前焦面，位相板靠近像素全息圖放置，全息記錄干版置于后透鏡L4的后焦面。
4.如權(quán)利要求1所述的在像素全息圖上加密的光學(xué)裝置，其特征在于所說的參考光產(chǎn)生系統(tǒng)包括1個反射鏡，設(shè)于分束器的另1束光的輸出光路上；1個擴束濾波器，設(shè)于反射鏡的反射光路上；1個準直透鏡，設(shè)于擴束濾波器后的輸出光路上；1個反射鏡，設(shè)于準直透鏡形成后的平行光輸出光路上。
5.如權(quán)利要求1所述的在像素全息圖上加密的光學(xué)裝置，其特征在于所說的像素全息圖為透射全息圖，材料為光刻膠版，位相板位于起付立葉變換作用的前透鏡與像素全息圖之間靠近像素全息圖的位置。
6.如權(quán)利要求1所述的在像素全息圖上加密的光學(xué)裝置，其特征在于像素全息圖采用模壓全息圖。
專利摘要涉及一種用付立葉變換技術(shù)在像素全息圖上加密的光學(xué)裝置。設(shè)有激光器；分束器，用以將激光分為2束；物光產(chǎn)生系統(tǒng)，用以將分束器的一束光產(chǎn)生物光；付立葉變換與逆變換系統(tǒng)，用以將物光經(jīng)付立葉變換與逆變換，并送至全息記錄干版；參考光產(chǎn)生系統(tǒng)，用以將分束器的另一束光產(chǎn)生參考光，并送至全息記錄干版。該全息圖不僅保留原像素全息圖的圖案，具有明亮、美觀和動感的優(yōu)點；因在圖像上加上位相分布而帶有立體效果。由于位相信息是特意選取的，其他人從加密后的圖像中很難辨別出所加位相信息的細節(jié)，所以極難仿制該全息圖?？捎糜谌⒎纻螛?biāo)識中，作為背景圖案或整個圖案的一部分，也可制作于全息防偽包裝材料的圖案中。
文檔編號G03H1/04GK2565038SQ0223396
公開日2003年8月6日 申請日期2002年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月13日
發(fā)明者劉守, 張向蘇 申請人:廈門大學(xué)