专利名称：在像素全息图上加密的光学装置的制作方法
技术领域：
本装置涉及一种在像素全息图上加密的装置，尤其是一种用付立叶变换技术在像素全息图上加密的光学装置。
自70年代实用新型模压全息技术以来，模压全息图就被制成防伪标识而应用在各类证件和产品中。然而，由于普通彩虹全息图制作技术的普及和模压全息图生产厂家的迅速发展，仿制全息防伪标识的现象越来越严重，全息标识本身也成了被仿制的物品。
CN96100427.4号专利申请公开一种利用光莫尔效应制作隐蔽型全息密码的装置。激光器光束经扩束滤波器射到具有图样的黑白透明片上，黑白透明片与光刻胶版紧密接触，透过黑白透明片的光束射到光刻胶版。可容易地制作隐蔽型密码和解码版。CN96102653.7号专利申请公开一种利用莫尔技术制作显现型全息密码的装置。激光器的光束经分束器，其物光经反射镜、扩束滤波器后，由准直透镜形成的平行光经毛玻璃形成漫射光，再经黑白透明片到达全息干版；参考光先经反射镜、扩束滤波器后由准直透镜形成的平行光到达全息干版上干涉而得。所记录的密码图案与记录该图案时所用的物不同，因企图仿制者从全息标识上观察密码时看到的是莫尔图，判断不出构成该图案的物，故无法仿制，防伪性强。20世纪90年代实用新型了像素全息图技术，它是将一张全息图分解成精度为每毫米几十个点的点阵，用两束激光对每一点逐点曝光，因此称为像素全息图。制出的全息图具有360°可观察，图案及色彩均可随观察角度的不同而变化的特点，十分明亮、美观，在物品包装上有极好的商业价值。此外，此种全息图用计算机设计图案，利用自动控制设备制作，对设备的精度要求很高，因此设备很昂贵。在此技术刚刚推出的头几年，由于拥有此类设备的人很少，此种全息图被广泛应用在防伪标识及防伪包装上。但是随着该技术和设备的普及，只要拥有类似的设备就能制作出相同的全息图，使得像素全息图的防伪力度大大降低。然而由于像素全息图十分美观，人们又很想继续将其应用于防伪标识和包装中。
本实用新型的目的旨在提供利用付立叶变换技术、难以被仿制的在像素全息图上加密的光学装置。
用付立叶变换技术在像素全息图上加密的光学装置设有1个激光器，其波长应能对光刻胶版感光；1个分束器，用以将激光器输出的激光分为2束；
1个物光产生系统，用以将分束器的1束光产生物光；它可包括1个扩束滤波器，用以对分束器的1束光进行扩束滤波；1个准直透镜，用以将扩束滤波后的光束形成平行光；1个反射镜，用以将准直透镜形成的平行光即物光反射；1个付立叶变换与逆变换系统，用以将物光经付立叶变换与逆变换，并送至全息记录干版；它可设有像素全息图与位相板、球面透镜L3和L4，以及全息记录干版，透镜L3和L4有相同的焦距f，两透镜以间隔2f的距离前后设置，像素全息图置于前透镜L3的前焦面，位相板靠近像素全息图放置，全息记录干版置于后透镜L4的后焦面；1个参考光产生系统，用以将分束器的另一束光产生参考光，并送至全息记录干版；它可包括1个反射镜，用以将分束器的另1束光反射到另1个扩束滤波器；1个准直透镜，用以将扩束滤波后的光束形成平行光；1个反射镜，用以将准直透镜形成的平行光作为参考光反射到付立叶变换与逆变换系统的全息记录干版。
所说的像素全息图通常为透射全息图，材料为光刻胶版，位相板位于起付立叶变换作用的前透镜与像素全息图之间靠近像素全息图的位置。像素全息图也可采用模压全息图。
上述物光产生系统、参考光产生系统和付立叶变换与逆变换系统的光路结构可有其它多种形式。
本实用新型利用付立叶变换与逆变换的原理，在像素全息图的付立叶变换谱上迭加上一个位相信息，并将它们的逆付立叶变换的光分布用全息方法记录下来，成为新的已加密的全息图。该新全息图不仅保留原像素全息图的图案，具有十分明亮、美观和动感的优点；而且因为在图像上加上了位相分布而带有立体效果，该效果根据所加位相信息的位相分布情况而定。由于位相信息是由加密者特意选取的，其他人从加密后的图像中很难辨别出所加位相信息的细节，所以极难仿制该全息图。此类全息图可应用于全息防伪标识中，作为背景图案或整个图案的一部分，也可制作于全息防伪包装材料的图案中，使这些产品的防伪力度进一步提高。
图1为本实用新型实施例的光路设置结构示意图。
图2为本实用新型的像素全息图采用模压全息图的光路设置结构示意图。
以下实施例将结合附图对本实用新型作进一步的说明。
如
图1所示，整个装置设有激光器、分束器、物光产生系统、参考光产生系统和付立叶变换与逆变换系统。图中LA为激光器，它的波长应能对光刻胶版感光(蓝光)。B为分束器。S1、S2为扩束滤波器，M1～M3为反射镜，L3、L4为球面透镜，H1为制作好的像素全息图(通常为透射全息图，材料为光刻胶版)，P为位相板(透明，有特定的厚度分布)并靠近H1放置，H2为全息记录干版(光刻胶版)。L1和L2是准直透镜，用于产生平行光。L3和L4分别用于起光学付立叶变换与逆变换作用，它们有共同的焦距f，两透镜以间隔2f的距离放置。H1置于L3前焦面，H2置于L4的后焦面。从H1到H2之间的光学系统组成了付立叶变换与逆变换的系统，这是一个4f系统。在
图1中，扩束滤波器S1、准直透镜L1和反射镜M1组成物光产生系统；反射镜M2、扩束滤波器S2、准直透镜L2和反射镜M3组成参考光产生系统；像素全息图H1、位相板P、球面透镜L3与L4以及全息记录干版H2组成付立叶变换与逆变换系统。
从激光器输出的激光经分束器B分为两束，一束到物光产生系统，它经S1扩束滤波后，经L1后变成平行光，由M1反射以一定角度入射到H1上，该入射角度即像素全息图H1的重现照明光角度，在H1的右面产生一重现光波。该光波经过位相板P后位相受到调制，成为由像素全息图重现光的空间分布和位相板的位相分布叠加而成的混合波。由于像素全息图和位相板位于L3的前焦面，在L3的后焦面上就形成了该混合波的空间频谱分布，即经过了一次付立叶变换。该光波经过L4后，在L4的后焦面又还原成了像素全息图和位相板的混合波，即进行了付立叶逆变换。以此波作为物光，在L4的后焦面放置一全息记录干版H2并引入参考光，即可将此光波记录下来。参考光由参考光产生系统产生，它由
图1中的分束器B的另一束光经反射镜M2、扩束滤波器S2、准直透镜L2和反射镜M3后产生。
像素全息图也可以采用模压全息图，此时由于它必须用反射式照明，它的重现照明光应从
图1中H1的右边射入。此时整个光路设置如图2。图2中除了H1的照明光方向不同外，其它设置均与
图1相同。
权利要求1.在像素全息图上加密的光学装置，其特征在于设有1个激光器；1个分束器，设于激光器输出端；1个物光产生系统，设于分束器的1束光路上；1个付立叶变换与逆变换系统，设于物光产生系统的物光输出端；1个参考光产生系统，设于分束器的另一束光路上。
2.如权利要求1所述的在像素全息图上加密的光学装置，其特征在于所说的物光产生系统包括1个扩束滤波器，设于分束器的1束光的输出光路上；1个准直透镜，设于扩束滤波器后的输出光路上1个反射镜，设于准直透镜后的平行光输出光路上。
3.如权利要求1所述的在像素全息图上加密的光学装置，其特征在于所说的付立叶变换与逆变换系统设有像素全息图与位相板、球面透镜L3和L4，以及全息记录干版，透镜L3和L4有相同的焦距f，两透镜以间隔2f的距离前后设置，像素全息图置于前透镜L3的前焦面，位相板靠近像素全息图放置，全息记录干版置于后透镜L4的后焦面。
4.如权利要求1所述的在像素全息图上加密的光学装置，其特征在于所说的参考光产生系统包括1个反射镜，设于分束器的另1束光的输出光路上；1个扩束滤波器，设于反射镜的反射光路上；1个准直透镜，设于扩束滤波器后的输出光路上；1个反射镜，设于准直透镜形成后的平行光输出光路上。
5.如权利要求1所述的在像素全息图上加密的光学装置，其特征在于所说的像素全息图为透射全息图，材料为光刻胶版，位相板位于起付立叶变换作用的前透镜与像素全息图之间靠近像素全息图的位置。
6.如权利要求1所述的在像素全息图上加密的光学装置，其特征在于像素全息图采用模压全息图。
专利摘要涉及一种用付立叶变换技术在像素全息图上加密的光学装置。设有激光器；分束器，用以将激光分为2束；物光产生系统，用以将分束器的一束光产生物光；付立叶变换与逆变换系统，用以将物光经付立叶变换与逆变换，并送至全息记录干版；参考光产生系统，用以将分束器的另一束光产生参考光，并送至全息记录干版。该全息图不仅保留原像素全息图的图案，具有明亮、美观和动感的优点；因在图像上加上位相分布而带有立体效果。由于位相信息是特意选取的，其他人从加密后的图像中很难辨别出所加位相信息的细节，所以极难仿制该全息图。可用于全息防伪标识中，作为背景图案或整个图案的一部分，也可制作于全息防伪包装材料的图案中。
文档编号G03H1/04GK2565038SQ0223396
公开日2003年8月6日 申请日期2002年5月13日 优先权日2002年5月13日
发明者刘守, 张向苏 申请人:厦门大学