淺談激光全息照相技術及其應用

全息照相技術起源于二十世紀四十年代，英國科學家伽佰第一次獲得了全息圖及其再現像，為全息術的發展奠定了基礎。十幾年后激光的出現，為全息提供了相干性很好的光源，激光全息照相技術得到了飛速的發展和廣泛的應用。從80年代激光全息技術傳入我國并發展于防偽領域，90年代為激光全息防偽的鼎盛時期。我們應用最多的激光全息圖像是激光彩虹模壓全息圖，下面淺談一下激光彩虹模壓全息圖的相關技術原理。
一、激光全息照相技術
激光全息照相技術用途最廣泛的是用來制作彩虹全息圖，其制作過程分三階段來完成，即激光全息照相母版制作、電鑄金屬模壓版、彩虹全息圖模壓復制。在這里，我們對這三階段分別進行簡單介紹。
1、激光全息照相原理
激光全息照相是指用激光干涉的方法將我們需要的物體圖像信息記錄于感光載體上，再經過光的衍射等技術處理形成在可見光下也能再現的彩虹全息圖的過程。簡單的說，激光全息照相就是干涉記錄和衍射再現。
干涉記錄 激光器發出的相干性很好的激光束經過分光鏡分為兩束光，一束光被稱為參考光，經過反射鏡、擴束鏡后照射在感光載體上（一般是光致抗蝕劑的光刻膠版）；另一束光被稱為物光，經過光學鏡組后照射在物體上，經過物體反射后的物光攜帶著物體的光信息，與參考光相遇在感光載體上，并在感光載體上形成干涉條紋。這個干涉條紋記載了我們拍照物體的全部信息，包括光強信息和位相信息。這個感光載體經過顯影、定影，就是我們拍攝的激光全息照片。這種照片在普通光照下是看不見圖像的，只有在激光參考光束的照射下才能看見全息圖像。要想在普通光源條件下也能欣賞到精美的全息圖，就必須進行第二步的拍攝過程，即衍射再現。
衍射再現 激光器發出的光一分為二,一束再現光束(也就是二次拍攝的物光束)照射在第一步中得到的激光全息照片上,并在激光全息照片前面放一塊開有水平狹縫的擋板,透過激光全息照片的再現光束穿過狹縫,照射到另一塊新的感光載體上,并記錄了激光全息照片的光信息；而另一束參考光與再現光相遇在新的感光載體上，也形成了含有光信息的干涉條紋。這塊已經曝光后的感光載體經過顯影、定影等處理后得到的全息照片，就是可以在普通光源下直接欣賞的彩虹全息圖。
為了得到高質量的彩虹全息圖,在我們全息照相時必須滿足三個條件:第一，采用相干性很好的光源，激光正是這樣的相干光源；第二，拍照時物光和參考光的光程差要越小越好，這兩束光的光強比一般要控制在1：1～1：10之間，兩束光的夾角一般控制在30°～60°改變兩束光的夾角，可以得到不同色彩的圖像；第三，拍照系統和環境必須穩定，激光器、光學鏡頭、被拍物體、感光載體都應該固定在一個防震平臺上，如果是氣墊防震平臺效果更好，拍照期間要避免拍照室內空氣流動和溫差變化，在拍照室的周圍應該挖有一定深度的防震溝，防止外部環境的震動影響光路的變化。
這樣得到的彩虹全息圖不能大量復制，在工業生產中引進模壓工藝來進行大批量復制。在模壓之前我們要準備制作較多的模具，這些模具我們稱為模壓版，制作模壓版的工藝叫電鑄。
2、電鑄模壓金屬版的工藝
激光全息照相得到的是一塊表面刻有彩虹全息圖的光刻膠版（玻璃板基的感光載體），從微觀上看是浮雕型的凹凸溝槽，它含有物體的光強信息和相位信息，我們要復制它也就是要完全復制相同或相反的凹凸溝槽。這個過程分兩個階段來完成：
第一，將光刻膠版上的圖文信息（凹凸溝槽）復制到金屬鎳版上。這個過程又分四步：（1）光刻膠版表面清潔處理。為了后面銀鏡反應的順利完成和銀層牢固，必須要清除光刻膠層表面的油污和雜質，由于光刻膠（光致抗蝕劑）在堿性環境下易溶解，所以必須用中性洗滌劑清洗，并用無離子水沖洗干凈。（2）光刻膠版表面敏化處理。用氯化亞錫溶液處理光刻膠表面，在其表面形成均勻分布的亞錫離子，這些亞錫離子就是銀鏡反應中的反應中心。（3）光刻膠版表面銀鏡反應，也就是在光刻膠版表面通過化學的方法鍍上一層細膩均勻的銀層（3～5μm），使其表面金屬化，可以作為下一步電鑄中的電極。（4）電鑄復制。將金屬化的光刻膠版放在電鑄槽中作為電化學反應中的陰極，金屬鎳塊作為陽極，電鑄液一般是氨基磺酸鎳，經過一定時間的反應后，在陰極表面形成一塊金屬鎳版，這塊鎳版與光刻膠版嚴密偶合，凹凸溝槽完全相反，經過剝離后這就是一塊與光刻膠版完全相反的模壓母版。
第二，由模壓母版復制

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