全息防偽

“全息”的意思為“全部信息”，即相對於普通照相的只記錄物體的明暗變化，激光全息照相還能記錄物體的空間變化。

1.常規全息防偽技術。

2.多通道全息防偽技術；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。

3.隱形加密技術；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。

4.360°計算機點陣全息技術；360°計算機點陣全息技術在圖像360°的觀察範圍內會出現放射狀、環狀、螺旋狀等光點的組合與變換，動感極強。

5.雙層全息技術；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。

6.熒光加密全息技術；熒光加密全息技術原理與人民幣熒光加密原理一樣。

7.動態編碼防偽技術；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。

8.電話電碼全息防偽技術；電話電碼防偽標識是由全息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。

9.核微孔全息防偽技術；核微孔防偽標識由全息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。

早期的激光全息照片只能激光再現，即要想觀察激光全息照片只能用激光器作光源以一定角度照射全息照片才能觀察到圖像。激光全息照片要實現商品化就要實現白光再現，即在普通光源下能觀察到激光全息圖像。模壓全息最常用的白光再現激光全息技術為兩步彩虹全息術和一步彩虹全息術。

激光全息術在圖像三維顯示、干涉計量和無損探傷等領域得到了成功的運用，激光全息技術的更廣泛運用是在模壓激光全息技術發明之後。早期的全息圖複製要以激光器為光源、以感光材料為載體單張複製，其工藝複雜、成本高、效率低。

模壓激光全息專用感光材料為：光致抗蝕劑。該材料激光全息曝光后，經處理可以得到浮雕型位相全息圖，即製作模壓全息圖的母版。母版表面充滿了凸凹不平的干涉條紋，其密度可以達到每毫米一千條以上。在母版表面電鍍上一定厚度的金屬鎳製成可以批量複製（印刷）用的金屬母版，金屬母版複製了全息母版上的干涉條紋。把金屬母版安裝到模壓機上，把模壓全息薄膜材料（PET、BOPP等）加溫，金屬母版以一定的壓力壓在薄膜材料上，金屬母版上的浮雕全息圖就壓印到模壓全息薄膜材料上。這是一種大批量、高速度、低成本的激光全息圖複製方法，給激光全息技術的應用帶來了一次飛躍。

較成熟的模壓激光全息技術問世於二十世紀八十年代初的美國，八十年代中期傳入我國。早期的模壓激光全息技術主要應用於圖像顯示（工藝品類），在應用於防偽領域后，模壓激光全息技術得到飛速的發展。

在我國，模壓激光技術最早於1988年應用於防偽領域。該技術之所以能應用於防偽領域，除了價格低廉、識別方便等因素外，在技術上主要是因為其極強的信息承載能力。模壓全息圖能夠記載全息拍攝時的狀態、所用光學元件的性質、后處理情況及感光材料性質等，其複雜的光學特徵不能被有效的複製。由於具有極強的信息承載能力，對於油墨印刷方法難度極高的縮微技術，對於模壓激光全息來說就簡單的多。

我國的模壓激光全息技術由早期的兩步彩虹法、兩步彩虹掩膜法、光柵閃亮法發展了低頻光刻法、像素光刻法等。在材料方面，由永久型模壓材料發展到一次性模壓材料、燙印型模壓材料，材料的預處理或后處理又發展出規則脫鋁、部分脫鋁、半色調全息、透視全息等；與印刷技術的結合又發展出熒光油墨印刷、激光揭開式標識、激光刮開式標識、激光全息燙印等；兩種材料的結合又發展出雙層隱秘型標識；與其它防偽技術的結合又發展出激光全息電話電碼標識。對全息防偽商標真偽的非專家檢驗也由單純的目測發展到卡片檢驗、放大鏡檢驗、激光束照射檢驗等，未來的趨向是電子識別檢驗。

早期的模壓激光全息標識亮度低、觀察範圍小、色澤不夠鮮艷、圖案不夠清晰，掩膜法的使用提高了圖案的清晰程度，使圖案觀察方便；光柵閃亮法的應用提高了亮度和色澤鮮艷度；像素光刻技術的應用實現了全息攝影的自動化，並以逐點爆光的方式使每個像素單元具有不同的參數以實現我們設計的五彩繽紛的動態變化；兩步彩虹技術的進一步開發實現了電影感動態和三維動態。模壓激光全息技術雖然具有不可仿冒性，但對於普通消費者鑒別真偽是有相當難度的。早期全息防偽主要是以獨佔性防偽，隨著全息技術的推廣，獨佔性已不復存在。為了應對激烈的競爭，提高非專業人士的識別能力，激光全息技術人員不斷開發新的技術如流星光點、幻紋技術等一線防偽技術和激光加密、雙卡技術等二線防偽技術、模壓激光全息標識鑒別的方向是：快速電子半自動/自動識別。

一次性模壓材料的使用解決了防偽商標的二次轉移問題，對於模壓激光全息商標的推廣起著巨大的作用。燙印型模壓材料的使用實現了包裝、防偽一體化，由於國產全息燙印材料的工藝問題影響了其推廣速度，但這將成為模壓激光全息的最大應用。寬幅模壓機的發明大幅度提高了生產效率。對全息模壓材料的預處理和或后處理可以產生規則脫鋁（規則揭露）型、部分脫鋁型、定位脫鋁型、鏤空型模壓全息防偽標識以及半色調全息和透視型全息防偽標識。規則脫鋁型或規則揭露型標識在粘貼到被貼物上揭啟時，一部分鍍鋁層脫落到被貼物上顯示出預設的文字或圖案；部分脫鋁型標識有一橫條脫去鍍鋁層變為透明（又稱為單向定位脫鋁）；規則脫鋁型在標識的固定位置脫去鍍鋁層變為透明（又稱為雙向定位脫鋁）；鏤空型在模壓了全息圖的鍍鋁薄膜鋁面凹版印刷耐蝕材料，經過蝕刻把鍍鋁薄膜上的鋁層規則地鏤空以形成文字或圖形（無定位脫鋁），多用於香煙防偽拉線。把模壓材料鍍鋁層以網點形式保留20-30其餘部分脫去鍍鋁層，即可製成半色調全息產品，例如身份證上採用的激光全息防偽技術即為半色調全息；透視型全息標識薄膜覆蓋的印刷圖文可以透過全息薄膜被觀察到，且不影響激光全息圖像觀察。

經過數十年發展，激光全息防偽產品也從最初的全息防偽標識逐步升級發展為第二代、第三代甚至第四代全息防偽技術。

（一）第一代全息防偽技術是激光模壓全息圖像防偽。

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複制。

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。

（二）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。改進后的技術主要有三種：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后，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，介質底片經處理后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。

（三）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，且不可重複，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，當下已發展到動態，立體干涉條紋，仿冒者根本無法複製.

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併編碼一個圖案，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.

（四）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，製作工藝複雜：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範圍：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。

1、普通激光全息防偽

2、激光全息揭起防偽

3、激光全息刮開防偽

全息防偽標識生產流程如下：

全息防偽標識由專業的防偽公司生產，先由設計人員設計相關激光全息效果圖(增加公司LOGO、名稱或其他信息等)，再由專業激光製版廠制出母版，防偽公司根據這個母版來模壓相應的激光全息膜，再通過帶膠、復底、模切等過程形成可以使用的全息防偽標識。當然，在製作過程中可以增加數碼防偽技術、熒光防偽技術、超微縮防偽技術、激光燒白、超線等，從而進一步提高其防偽力度。

作為一種安全技術，全息有很多優勢。第一，生產源全息產品要花費很多時間和金錢，但是大批量複製相對比較便宜。第二，在早期大批量生產全息產品所必需的設備和技術很難獲得。第三，全息產品與印刷的商標看起來有很大的區別。第四，偽造者傳統用於偽造的工具（照相機和印刷機）對全息沒有作用。

同時，全息有一定的劣勢。因為大多數全息產品飾有浮雕，機器複製相對比較容易。很難把一個連貫的全息圖與源全息產品相區分。

版權所有者想要的是：例如：

安全標籤和商標可以大批量製作，而且很便宜安全標籤和商標不能被複制安全系統對他的工藝流程、商業進程沒有很大的影響，而且，一旦很逼真的仿造品出現，有高質量的替代品很快能製作。

儘管有一些缺點，如今全息技術還是可以有效地阻止假冒。可是，如果全息公司想要繼續保持防偽安全市場上的高份額，他們必須要長遠看。他們必須要認識到今天的全息技術已經變得很容易、便宜地獲得。而且在不遠的未來，偽造全息技術也必將變得可行和有利可圖。

有效的防偽安全產品應該在逆向工程（偽造）上花費的時間比在創造時多。它將伴隨一種自動有效的認證過程產生，這用來在一段時間內更新安全標籤或商標的設計。這段時間和逆向工程相比很短。

在數據加密領域有一些很好的技術出現，通過這些技術，信息可以用一種加密的形式分配，通過密鑰解讀信息。雖然信息很容易讀取，但是編加密碼信息的方法由保密的一支單獨的鑰匙來實現。因此，製造一個包含新信息的假的信息非常困難。

新的 全息防偽標籤將要記錄在高速的光學系統中，它可以在不到一秒鐘的時間內從計算機製版產生三維，多色彩的全息圖像。有“一步”全息立體圖技術使其變得可能。雖然這些標籤的材料和記錄體系中使用了一些安全方法，但最大的安全因素是在全息圖像中加入了隱藏的簽名。由於每個全息圖是在動態背景下製作，所以都具有獨特性，可追蹤簽名。

這種技術的聯合在之後的5年會被利用。它將在浮雕全息上投入更多資本，但是會使標籤、商標和身份證相對比較便宜和很難於偽造。僅僅學習如何生產記錄材料或使用記錄系統是不夠的；偽造仍然能破解密鑰。而且版權所有者可以在每次生產過程中更換密鑰，用電話識別信用卡。現代數字交流體系可以很簡單地跟蹤商標和保證不僅偽造會被發現而且很多欺騙行為例如重複使用商標也會被發現。