一、鐳射全息的由來
1948年,丹尼斯・蓋伯提出一種記錄光波振幅和相位的方法,隨後用實驗證實這一想法,並製成世界上第一張全息圖,即早期的同軸全息圖,即物光和參考光在一條光路上得到的全息圖,這一時期的全息圖被稱為第一代全息圖,標誌著全息術的萌芽。第一代全息圖存在兩個嚴重問題,一個是再現的原始像和共軛像分不開,另一個是光源的相干性太差。因此在這十多年中,全息技術進展緩慢。
Dennis Crabor
直到1960年美國物理學家梅曼發明的紅寶石鐳射器的出現,提供了一種高相干度光源,為全息技術發展提供了可能。利思和烏帕特尼克斯(1962)提出了第二代全息技術,也被稱為離軸全息技術,它解決了光源的問題,並且在立體成像、干涉計量檢測、資訊存貯等應用領域中獲得巨大進展,但是鐳射再現的全息圖失去了色調資訊。
該紅寶石鐳射器發出的光,是波長694.3nm的紅光。
國人對於模壓全息的第一次接觸是在透過北京郵電大學徐大雄教授參加的一次國際會議上發生的,據徐大雄教授回憶:“ 我第一次看見把鐳射全息用在防偽上,是1982年在美國參加一個國際會議時, 當時一家美國鈔票公司在信用卡上做了一個全 息防偽圖。過去用假證件很容易就能把錢從銀 行取出來,據說自從採用了這個全息圖之後,美國銀行的損失大大減少,因為這個全息圖國際上卻沒有幾家能做,美國首先把它做出來並應 用在信用卡防偽上,取得了非常好的效果。那次會議期間,我還在美國一本很有名的雜誌,《國家地理》雜誌的封面上看到一個鐳射全息防偽圖,三維影象,一隻栩栩如生、非常漂亮的老鷹, 因為美國喜歡用老鷹來做他們國家的象徵。這隻老鷹引起了業界所有人士的關注,因為這是 首次把全息圖用在雜誌防偽上並做得如此精美。當時我就在想:我們中國一定要掌握這項技術 並把它應用在防偽領域。回國之後,我立即申請 了這樣一個課題,邊講課,邊帶研究生,邊做實驗。經過4 年的努力,到 1986年時,我們已基本上掌握了這項技術。”
徐大雄等老一輩全息工作者
二、走上防偽坎途
模壓全息技術在1970年發明,從1980年代初始,西方發達國家開始了鐳射全息產業化過程,以反射型顯示全息和模壓彩虹全息為主導的商用全息技術得到迅速發展,尤其是後者,由於實現工業化規模性生產,模壓全息製品的商業市場不斷擴大,應用範圍也相當廣泛,模壓全息技術確定了作為新型特種印刷術的地位。而我國的全息模壓技術產業化發展大致可分為四個階段:
第一階段:1986~1991年,屬於初創階段。工藝技術、裝置製造上處於研究、開拓、引進消化時期,模壓彩虹全息標識作為一種重要的防偽手段,進入市場並獲得成功應用,國內一些著名產品採用了鐳射全息標籤,這時期生產、研究單位僅有少數幾家,屬市場探索和開拓階段,初步獲得一些效益,起到了產業示範作用。
在1987年1月5日中國郵政發行的首日封上,這是真正意義上中國第一張商用模壓防偽全息圖。
第二階段:1991~1993年,普及發展階段。模壓全息技術在國內迅速普及,尤其在全息防偽標識的規模生產方面有了突飛猛進的發展,產值、產量大幅度提高。模壓全息製品生產企業除少數幾個內地省、區外在各省市均有分佈,技術、裝置已不單純依靠引進,國內已能自主研製和開發,據不完全統計,當時國內從事全息技術研究、製品生產、裝置製造、材料供應的單位超過300家,全息標識作為一種新的標識形成逐步被企業所接受,國內很多馳名商標及名優產品已採用了全息標識,消費者在購買商品時,也會認明全息防偽標識。
1996年,中國全息光學協會國際會議,在徐大雄教授(左十三)的努力下國際全息製造家協會的秘書長來到中國,看一看我國全息事業的發展,他看後大吃一驚,發現中國人了不起,中國的鐳射全息技術不能忽視。
第三階段:1993~2003年,對技術、工藝的提高階段。這一階段的全息模壓制品已經完成了從單純的對數量到對技術、工藝獨創性、唯一性、前瞻性的改觀,質量總體上向前邁了一大步。期間1993年3月在山東青島,中國全息協會(Chinese Holography Association 簡稱CHA)正式成立,並加入了國際全息製造家協會(IHMA),它標誌著我國全息事業發展進入了一個新的歷史時期。
1996年蘇大HPC設計創作的“京劇臉譜”,被全息界公論認為代表了當時中國模壓全息製版技術的最高水準
但是不得不承認在這一階段的全息製品與國外某些公司的產品相比差距依然不小。這個差距主要是工藝方面的。我國鐳射全息圖的很多工藝技術都不如美國,做出來不精緻,不能馬上吸引住人的眼球,這是我們應該研究和改進的方面。也是從這階段開始似乎的全息防偽技術的紅利期即將過去,剩下的只能面對來自市場的競爭,各企業的技術來源、投資規模、裝置效能、區域經濟、人才條件各不相同、市場深度開發不夠,許多企業面臨很多困難,少數企業已開始倒閉。
第四階段:2003年至今,部分傳統的防偽全息企業開始走向細分市場,不再單純的靠標籤、證卡作為主營產品,而是向綠色產業、各類產品的包裝、裝飾、表面處理技術進行組合嫁接,也就是說原本主要用作防偽功能的模壓全息的商品屬性已經從一個成品轉向半成品進行過渡,半成品更多用於印刷底材或印刷輔材,這也符合市場的真實情況。
首先,利用單一技術進行防偽標識製作,存在的問題在於,其關鍵技術僅為母版的製作工藝一項,一旦此類防偽標識的母版被解密或失竊,造假者生產出來的膜壓圖案便與正規商標沒有區別。
其次,對於設計專業且製作過程過於複雜的“鐳射”"防偽標識,在使用時存在的主要問題在於這些過於專業化的“鐳射”標識雖不易被造假者防制,但也會讓使用者感到困惑。
三、淡化防偽,迴歸視覺藝術之美
拋開全息防偽的條條框框,我們能夠看到的就是全息獨特的色彩,不應該忘記的是全息圖的另一個作用就是藝術觀賞,它不僅僅是一個高科技,更是一種高顏值。透過對全息微納結構的精準控制來實現視覺上的色彩變幻、動態和立體感,實現印刷油墨無法展現的高解析度影象和文字。
鐳射全息技術應用原來的侷限於防偽產品,隨著更多的微納加工手段,更新的技術的呈現,將廣泛應用於包裝裝飾領域,雖然防偽應用還將持續,但就普通商用而言,天平顯然更傾向感性這一邊,那就是更美、更具有科技感、更能表達產品情感的結構色視覺效果。而逐步褪去了以防偽屬性的鐳射全息將在三維影象顯示,虛擬現實等領域展示其獨特的技術與藝術魅力,特別是在結構色無油墨印刷方面可以發揮獨特的色彩、動態和立體表現優勢。全息防偽經歷了真正的成長和成熟,跳出了真真假假、拋離了是是非非,洗去一身的戾氣,蛻變得柔和、包容、協作、共存,甚至是犧牲,終於脫胎換骨,煥然一新,成為微納結構色大家庭中的一員。
幻彩紋理手機後蓋
世界本無假,何須常防偽,我們相信視覺之美是人類永恆的追求,以鐳射全息技術為核心的微納結構色肩負了全新的使命。
讓視界盡顯真美。
微納結構色產品(波浪馬賽克)
1、王賢鋒;《全息術的歷史與發展》;現代商貿工業第19卷第5期;
2、蘇景玲;《中國鐳射全息應用的開拓人,訪北京郵電大學終身教授、院士徐大雄》;高階訪問;
3、熊秉衡;《我國模壓全息技術發展現況述評》;
4、陳林森、胡祖元;《模壓全息技術與生產現狀》;
5、辛 健、陳茂叢;《鐳射防偽標識製作技術的現狀與未來展望》;