全息印刷

　　全息圖(Hologram)是蓋伯(Gabor)在1948年為改善電子顯微鏡像質(zhì)所提出的，其意義是完整的記錄。蓋伯的實(shí)驗解決了全息術(shù)發(fā)明中的基本問(wèn)題，即波前的記錄和再現，但由于當時(shí)缺乏明亮的相干光源(激光器),全息圖的成像質(zhì)量很差。1962年隨著(zhù)激光器的問(wèn)世，在蓋伯全息術(shù)的基礎上引入載頻的概念發(fā)明了離軸全息術(shù)，有效地克服了當時(shí)全息圖成像質(zhì)量差的主要問(wèn)題——孿生像，三維物體顯示成為當時(shí)全息術(shù)研究的熱點(diǎn)，但這種成像科學(xué)遠遠超過(guò)了當時(shí)經(jīng)濟的發(fā)展，制作和觀(guān)察這種全息圖的代價(jià)是很昂貴的，全息術(shù)基本成了以高昂的經(jīng)費來(lái)維持不切實(shí)際的幻想的代名詞�！　�

　　1969年本頓(Benton)發(fā)明了彩虹全息術(shù)，掀起以白光顯示為特征的全息三維顯示新高潮。彩虹全息圖是一種能實(shí)現白光顯示的平面全息圖，與丹尼蘇克(Denisyuk)的反射全息圖相比，除了能在普通白熾燈下觀(guān)察到明亮的立體像外，還具有全息圖處理工藝簡(jiǎn)單、易于復制等優(yōu)點(diǎn)。把彩虹全息術(shù)與當時(shí)發(fā)展日趨成熟的全息圖模壓復制技術(shù)結合起來(lái)便形成了目前風(fēng)糜世界的全息印刷產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)生了全息信用卡、全息商標、全息鈔票、全息卡通、全息裝飾材料、甚至全息服裝等保安防偽及裝璜裝飾的全息圖新應用。因此可以說(shuō)彩虹全息術(shù)的發(fā)明為全息圖走出實(shí)驗室為社會(huì )所接受邁出可喜的第一步。

　　全息印刷是利用激光全息成像技術(shù)發(fā)展而來(lái)的一種防偽印刷技術(shù)。用一束激光及從這束激光分出的參照光從不同角度照射一個(gè)立體模型。模型反射的光線(xiàn)通過(guò)一個(gè)狹縫形成包含模型全息信息的干涉條紋。將這種干涉條紋記錄在感光膠片上，翻制成鎳版，然后壓制在鍍鋁薄膜上就可在普通光照下再現模型的全息圖案。這就是全息印刷的制作原理。

　　全息制版光源

　　由全息的特點(diǎn)可知，全息制版的特點(diǎn)是通過(guò)物光的干涉記錄三維物體的真實(shí)像。然而在全息記錄過(guò)程中，從三維物體不同部位表面散射和反射的光由于物體的深度不同，到達全息干版時(shí)的光程也不同，當其與參考光波干涉時(shí)，兩者的光程差將在很大的范圍內變化。所以要求記錄光源有較長(cháng)的相干長(cháng)度，即較好的時(shí)間相干性；而且為了能把具有較大空間分布范圍的物體記錄下來(lái)，要求照明光束在較大橫截面內各光線(xiàn)間是相干的，即要求光束具有較好的空間相干性；此外，為了滿(mǎn)足全息記錄所需要的時(shí)間和空間相干性，在全息記錄系統中往往將光束分束后稍加擴束，用作參考光波和物體的照明光波，這就要求光源的能量在空間有較高的集中度。目前，可以滿(mǎn)足這些要求的尚只有激光器，其他普通光源無(wú)法滿(mǎn)足這些條件。因此至今，記錄三維物體的全息圖只能用激光，采用白光記錄全息圖還只限于二維物體。 

　　全息制版常用的激光器

　　激光器的選擇

　　一般用全息干版記錄三維物體的全息圖可用He－Ne激光器。拍攝景深大的物體可用長(cháng)相干長(cháng)度的He－Ne激光器。用重鉻酸鹽明膠作記錄介質(zhì)時(shí)最好用輸出波長(cháng)為400nm 的Ar+激光器，而選用光致抗蝕劑則應選用輸出波長(cháng)為441nm的 He－Cd激光器或輸出波長(cháng)為457．9nm 的Ar＋激光器。如拍攝活動(dòng)物體的全息圖，則需要用脈沖激光器。

　　雖然大自然中物體的顏色色彩繽紛，變化多端，然而根據顏色的視覺(jué)理論，視網(wǎng)膜上有三種感色的錐狀細胞，分別對紅、綠、藍（R、G、B）三種顏色敏感，我們把這三種顏色稱(chēng)為三原色。研究表明，自然界中變化多端的各種色彩原則上都可用三原色按不同比例混合而成。這種不同的比例反映在照相材料上，則為不同的灰度等級。彩色膠印印刷，就是將不同灰度等級的記錄介質(zhì)轉化成由大小不一、疏密不勻的網(wǎng)點(diǎn)所構成的印版，然后以四原色或多色套印，再現出原稿的層次和色調。雖然彩色全息印刷在再現原稿的色彩方面與彩色印刷有著(zhù)截然不同的方式，前者是通過(guò)黃、品紅、青、黑油墨以色料減色法再現原稿，而后者則以紅、綠、藍三原色色光的加色法再現原稿色彩的，但是，除了它們在復制過(guò)程中的具體工藝技術(shù)上有很大差別外，以三原色分解原稿和以三原色疊加再現原稿色彩的原理是一致的。所以，記錄物體的真彩色全息圖時(shí)應選用白色激光器。研究表明，三原色可與三種純光譜相對應，為此國際照明委員會(huì )制定了三原色標準。1931CIE－RGB真實(shí)三原色表色系統規定：紅原色的波長(cháng)＝700.0nm,綠原色的波長(cháng)為＝546．1nm，藍原色的波長(cháng)為＝435． 8nm。1964CIERGB系統規定：紅、綠、藍原色則分645．2nm、526．3nm、444．4nm。全息記錄需使用激光器，現有激光器的輸出波長(cháng)與三原色波長(cháng)一般不符，故只能選用比較接近的波長(cháng)。例如，可用K＋白色激光器或Ar＋－Cd激光器作為三原色激光源。根據目前激光器工業(yè)的現狀，適合于全息制版的激光輸出有以下幾組波長(cháng)供選用。

　　選擇的原則主要從色彩的真實(shí)感考慮，應該使三種波長(cháng)在x-y色品圖（圖2）中所占的三角形面積為最大，同時(shí)要考慮到諸如激光器輸出功率等其他因素。例如表2中第三組（圖2中實(shí)線(xiàn)三角形）、第二組（點(diǎn)線(xiàn)三角形）和第五組（圖2中虛線(xiàn)三角形），從色品圖來(lái)看第二組占優(yōu)，且黃較豐富；而從輸出功率方面來(lái)看，由于477．1nm波長(cháng)的功率比488．0nm的功率小得多，則第三組較合適。此外，也要根據實(shí)驗室的條件來(lái)選取合適的三原色激光波長(cháng)。

　　用三基色激光記錄時(shí)，有三個(gè)全息圖重疊在一張干版上。如果仍用三基色激光沿參考光的方向明該全息圖，則有九個(gè)組成原始像的衍射光波。其中紅、綠、藍三個(gè)波長(cháng)對各自顏色光波形成的全息圖的三個(gè)衍射光波在同一方向，并產(chǎn)生和物體顏色相同的真彩色虛像。而它們對不同顏色光波形成的全息圖共產(chǎn)生六個(gè)方向不同的衍射光波，造成了再現像的色串擾。因此，真彩色全息的關(guān)鍵之一是消除色串擾。