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浅谈激光全æ¯ç…§ç›¸æŠ€æœ¯åŠå…¶åº”用
2009-10-20 09:55  ???:3996

  全æ¯ç…§ç›¸æŠ€æœ¯èµ·æºäºŽäºŒå世纪四å年代,英国科学家伽佰第一次获得了全æ¯å›¾åŠå…¶å†çŽ°åƒï¼Œä¸ºå…¨æ¯æœ¯çš„å‘展奠定了基础。å几年åŽæ¿€å…‰çš„出现,为全æ¯æ供了相干性很好的光æºï¼Œæ¿€å…‰å…¨æ¯ç…§ç›¸æŠ€æœ¯å¾—到了飞速的å‘展和广泛的应用。从80年代激光全æ¯æŠ€æœ¯ä¼ å…¥æˆ‘国并å‘展于防伪领域,90年代为激光全æ¯é˜²ä¼ªçš„鼎盛时期。我们应用最多的激光全æ¯å›¾åƒæ˜¯æ¿€å…‰å½©è™¹æ¨¡åŽ‹å…¨æ¯å›¾ï¼Œä¸‹é¢æµ…谈一下激光彩虹模压全æ¯å›¾çš„相关技术原ç†ã€‚

   ä¸€ã€æ¿€å…‰å…¨æ¯ç…§ç›¸æŠ€æœ¯

  激光全æ¯ç…§ç›¸æŠ€æœ¯ç”¨é€”最广泛的是用æ¥åˆ¶ä½œå½©è™¹å…¨æ¯å›¾ï¼Œå…¶åˆ¶ä½œè¿‡ç¨‹åˆ†ä¸‰é˜¶æ®µæ¥å®Œæˆï¼Œå³æ¿€å…‰å…¨æ¯ç…§ç›¸æ¯ç‰ˆåˆ¶ä½œã€ç”µé“¸é‡‘属模压版ã€å½©è™¹å…¨æ¯å›¾æ¨¡åŽ‹å¤åˆ¶ã€‚在这里,我们对这三阶段分别进行简å•ä»‹ç»ã€‚

  1〠激光全æ¯ç…§ç›¸åŽŸç†

  激光全æ¯ç…§ç›¸æ˜¯æŒ‡ç”¨æ¿€å…‰å¹²æ¶‰çš„方法将我们需è¦çš„物体图åƒä¿¡æ¯è®°å½•äºŽæ„Ÿå…‰è½½ä½“上,å†ç»è¿‡å…‰çš„è¡å°„等技术处ç†å½¢æˆåœ¨å¯è§å…‰ä¸‹ä¹Ÿèƒ½å†çŽ°çš„彩虹全æ¯å›¾çš„过程。简å•çš„说,激光全æ¯ç…§ç›¸å°±æ˜¯å¹²æ¶‰è®°å½•å’Œè¡å°„å†çŽ°ã€‚

  干涉记录  激光器å‘出的相干性很好的激光æŸç»è¿‡åˆ†å…‰é•œåˆ†ä¸ºä¸¤æŸå…‰ï¼Œä¸€æŸå…‰è¢«ç§°ä¸ºå‚考光,ç»è¿‡åå°„é•œã€æ‰©æŸé•œåŽç…§å°„在感光载体上(一般是光致抗蚀剂的光刻胶版);å¦ä¸€æŸå…‰è¢«ç§°ä¸ºç‰©å…‰ï¼Œç»è¿‡å…‰å­¦é•œç»„åŽç…§å°„在物体上,ç»è¿‡ç‰©ä½“åå°„åŽçš„物光æºå¸¦ç€ç‰©ä½“的光信æ¯ï¼Œä¸Žå‚考光相é‡åœ¨æ„Ÿå…‰è½½ä½“上,并在感光载体上形æˆå¹²æ¶‰æ¡çº¹ã€‚这个干涉æ¡çº¹è®°è½½äº†æˆ‘们æ‹ç…§ç‰©ä½“的全部信æ¯ï¼ŒåŒ…括光强信æ¯å’Œä½ç›¸ä¿¡æ¯ã€‚这个感光载体ç»è¿‡æ˜¾å½±ã€å®šå½±ï¼Œå°±æ˜¯æˆ‘们æ‹æ‘„的激光全æ¯ç…§ç‰‡ã€‚è¿™ç§ç…§ç‰‡åœ¨æ™®é€šå…‰ç…§ä¸‹æ˜¯çœ‹ä¸è§å›¾åƒçš„,åªæœ‰åœ¨æ¿€å…‰å‚考光æŸçš„照射下æ‰èƒ½çœ‹è§å…¨æ¯å›¾åƒã€‚è¦æƒ³åœ¨æ™®é€šå…‰æºæ¡ä»¶ä¸‹ä¹Ÿèƒ½æ¬£èµåˆ°ç²¾ç¾Žçš„å…¨æ¯å›¾ï¼Œå°±å¿…须进行第二步的æ‹æ‘„过程,å³è¡å°„å†çŽ°ã€‚

  è¡å°„å†çŽ°  激光器å‘出的光一分为二,一æŸå†çŽ°å…‰æŸ(也就是二次æ‹æ‘„的物光æŸ)照射在第一步中得到的激光全æ¯ç…§ç‰‡ä¸Š,并在激光全æ¯ç…§ç‰‡å‰é¢æ”¾ä¸€å—开有水平狭ç¼çš„挡æ¿,é€è¿‡æ¿€å…‰å…¨æ¯ç…§ç‰‡çš„å†çŽ°å…‰æŸç©¿è¿‡ç‹­ç¼,照射到å¦ä¸€å—新的感光载体上,并记录了激光全æ¯ç…§ç‰‡çš„光信æ¯ï¼›è€Œå¦ä¸€æŸå‚考光与å†çŽ°å…‰ç›¸é‡åœ¨æ–°çš„感光载体上,也形æˆäº†å«æœ‰å…‰ä¿¡æ¯çš„干涉æ¡çº¹ã€‚è¿™å—å·²ç»æ›å…‰åŽçš„感光载体ç»è¿‡æ˜¾å½±ã€å®šå½±ç­‰å¤„ç†åŽå¾—到的全æ¯ç…§ç‰‡ï¼Œå°±æ˜¯å¯ä»¥åœ¨æ™®é€šå…‰æºä¸‹ç›´æŽ¥æ¬£èµçš„彩虹全æ¯å›¾ã€‚

  为了得到高质é‡çš„彩虹全æ¯å›¾,在我们全æ¯ç…§ç›¸æ—¶å¿…须满足三个æ¡ä»¶:第一,采用相干性很好的光æºï¼Œæ¿€å…‰æ­£æ˜¯è¿™æ ·çš„相干光æºï¼›ç¬¬äºŒï¼Œæ‹ç…§æ—¶ç‰©å…‰å’Œå‚考光的光程差è¦è¶Šå°è¶Šå¥½ï¼Œè¿™ä¸¤æŸå…‰çš„光强比一般è¦æŽ§åˆ¶åœ¨1:1~1:10之间,两æŸå…‰çš„夹角一般控制在30°~60°改å˜ä¸¤æŸå…‰çš„夹角,å¯ä»¥å¾—到ä¸åŒè‰²å½©çš„图åƒï¼›ç¬¬ä¸‰ï¼Œæ‹ç…§ç³»ç»Ÿå’ŒçŽ¯å¢ƒå¿…须稳定,激光器ã€å…‰å­¦é•œå¤´ã€è¢«æ‹ç‰©ä½“ã€æ„Ÿå…‰è½½ä½“都应该固定在一个防震平å°ä¸Šï¼Œå¦‚果是气垫防震平å°æ•ˆæžœæ›´å¥½ï¼Œæ‹ç…§æœŸé—´è¦é¿å…æ‹ç…§å®¤å†…空气æµåŠ¨å’Œæ¸©å·®å˜åŒ–,在æ‹ç…§å®¤çš„周围应该挖有一定深度的防震沟,防止外部环境的震动影å“光路的å˜åŒ–。

  这样得到的彩虹全æ¯å›¾ä¸èƒ½å¤§é‡å¤åˆ¶ï¼Œåœ¨å·¥ä¸šç”Ÿäº§ä¸­å¼•è¿›æ¨¡åŽ‹å·¥è‰ºæ¥è¿›è¡Œå¤§æ‰¹é‡å¤åˆ¶ã€‚在模压之å‰æˆ‘们è¦å‡†å¤‡åˆ¶ä½œè¾ƒå¤šçš„模具,这些模具我们称为模压版,制作模压版的工艺å«ç”µé“¸ã€‚

  2〠电铸模压金属版的工艺

  激光全æ¯ç…§ç›¸å¾—到的是一å—表é¢åˆ»æœ‰å½©è™¹å…¨æ¯å›¾çš„光刻胶版(玻璃æ¿åŸºçš„感光载体),从微观上看是浮雕型的凹凸沟槽,它å«æœ‰ç‰©ä½“的光强信æ¯å’Œç›¸ä½ä¿¡æ¯ï¼Œæˆ‘们è¦å¤åˆ¶å®ƒä¹Ÿå°±æ˜¯è¦å®Œå…¨å¤åˆ¶ç›¸åŒæˆ–相å的凹凸沟槽。这个过程分两个阶段æ¥å®Œæˆï¼š

  第一,将光刻胶版上的图文信æ¯ï¼ˆå‡¹å‡¸æ²Ÿæ§½ï¼‰å¤åˆ¶åˆ°é‡‘属é•ç‰ˆä¸Šã€‚这个过程åˆåˆ†å››æ­¥ï¼šï¼ˆ1)光刻胶版表é¢æ¸…æ´å¤„ç†ã€‚为了åŽé¢é“¶é•œå应的顺利完æˆå’Œé“¶å±‚牢固,必须è¦æ¸…除光刻胶层表é¢çš„油污和æ‚质,由于光刻胶(光致抗蚀剂)在碱性环境下易溶解,所以必须用中性洗涤剂清洗,并用无离å­æ°´å†²æ´—干净。(2)光刻胶版表é¢æ•åŒ–处ç†ã€‚用氯化亚锡溶液处ç†å…‰åˆ»èƒ¶è¡¨é¢ï¼Œåœ¨å…¶è¡¨é¢å½¢æˆå‡åŒ€åˆ†å¸ƒçš„亚锡离å­ï¼Œè¿™äº›äºšé”¡ç¦»å­å°±æ˜¯é“¶é•œå应中的å应中心。(3)光刻胶版表é¢é“¶é•œå应,也就是在光刻胶版表é¢é€šè¿‡åŒ–学的方法镀上一层细腻å‡åŒ€çš„银层(3~5μm),使其表é¢é‡‘属化,å¯ä»¥ä½œä¸ºä¸‹ä¸€æ­¥ç”µé“¸ä¸­çš„电æžã€‚(4)电铸å¤åˆ¶ã€‚将金属化的光刻胶版放在电铸槽中作为电化学å应中的阴æžï¼Œé‡‘属é•å—作为阳æžï¼Œç”µé“¸æ¶²ä¸€èˆ¬æ˜¯æ°¨åŸºç£ºé…¸é•ï¼Œç»è¿‡ä¸€å®šæ—¶é—´çš„å应åŽï¼Œåœ¨é˜´æžè¡¨é¢å½¢æˆä¸€å—金属é•ç‰ˆï¼Œè¿™å—é•ç‰ˆä¸Žå…‰åˆ»èƒ¶ç‰ˆä¸¥å¯†å¶åˆï¼Œå‡¹å‡¸æ²Ÿæ§½å®Œå…¨ç›¸å,ç»è¿‡å‰¥ç¦»åŽè¿™å°±æ˜¯ä¸€å—与光刻胶版完全相å的模压æ¯ç‰ˆã€‚

  第二,由模压æ¯ç‰ˆå¤åˆ¶æ›´å¤šçš„模压工作版。这个过程åŒæ ·æ˜¯åœ¨ç”µé“¸æ§½é‡Œå®Œæˆçš„,æ¯ç‰ˆåœ¨å…¥æ§½å‰ï¼Œè¦è¿›è¡Œè¡¨é¢é’化处ç†ï¼Œå°±æ˜¯å°†æ¯ç‰ˆè¡¨é¢æˆ–淋或泡一定时间的浓硫酸或é‡é“¬é…¸é’¾æº¶æ¶²ï¼Œå½¢æˆä¸€å±‚氧化物,便于电铸åŽå­ç‰ˆä¸Žæ¯ç‰ˆçš„剥离。通过这ç§æ–¹æ³•ï¼Œå¯ä»¥ä¸æ–­çš„å¤åˆ¶æ¨¡åŽ‹ç‰ˆã€‚我们将最åŽç›´æŽ¥ç”¨äºŽæ¨¡åŽ‹çš„金属版å«æ¨¡åŽ‹å·¥ä½œç‰ˆï¼Œå…¶å®ƒçš„为制备模压工作版而准备的金属版统称为模压æ¯ç‰ˆã€‚å¤åˆ¶æ¨¡åŽ‹æ¯ç‰ˆåœ¨è½¯æ§½é‡Œè¿›è¡Œï¼Œå¤åˆ¶æ¨¡åŽ‹å·¥ä½œç‰ˆåœ¨æ·»åŠ äº†ç¡¬åº¦å‰‚的硬槽里进行。[next]

  3〠模压å¤åˆ¶çš„工艺过程

  模压工艺的主è¦ç”Ÿäº§è®¾å¤‡æ˜¯åœ†åŽ‹åœ†çš„高速全æ¯æ¨¡åŽ‹æœºã€‚将模压工作版通过夹具固定在模压机的版辊上,利用加热加压的方å¼ï¼Œå°†æ¨¡åŽ‹å·¥ä½œç‰ˆä¸Šçš„浮雕全æ¯å›¾è½¬ç§»åˆ°PET膜上,这就完æˆäº†å½©è™¹å…¨æ¯å›¾çš„大批é‡å¤åˆ¶ã€‚为了增强彩虹全æ¯å›¾çš„è¡å°„效果,å¯ä»¥é€šè¿‡é¢„镀或åŽé•€ä¸€å±‚é“膜。模压åŽä¸€èˆ¬è¦ç»è¿‡æ¶‚胶ã€å¤åˆã€æ¨¡åˆ‡ç­‰åŽåŠ å·¥å¤„ç†ã€‚

  二ã€æ¿€å…‰å…¨æ¯ç…§ç›¸æŠ€æœ¯çš„应用

  在我国,激光全æ¯ç…§ç›¸æŠ€æœ¯æœ€å¤§çš„用途是用在防伪领域的激光全æ¯é˜²ä¼ªæ ‡è¯†ã€‚激光全æ¯é˜²ä¼ªæ ‡è¯†åœ¨å…¶ä»Žæ— åˆ°æœ‰ä¸æ–­å‘展过程中,对ä¿æŠ¤æ¶ˆè´¹è€…çš„å¥åº·å’Œåˆ©ç›Šèµ·åˆ°äº†å¾ˆå¤§çš„作用。激光全æ¯é˜²ä¼ªæ ‡è¯†ä¸»è¦æœ‰ä¸‰ç§ä¸åŒç±»åž‹çš„标识。

  1ã€æ°¸ä¹…åž‹  è¿™ç§ç±»åž‹çš„激光全æ¯é˜²ä¼ªæ ‡è¯†é‡‡ç”¨æ°¸ä¹…性的PETææ–™åšé˜²ä¼ªæ ‡è¯†çš„载体,使用时将标识直接贴在被贴物表é¢ï¼Œä½¿ç”¨æ–¹ä¾¿ï¼Œé€‚åˆæœºæ¢°è‡ªåŠ¨è´´æ ‡ã€‚其主è¦ç¼ºç‚¹æ˜¯è¿™ç§æ ‡è¯†å¯ä»¥åå¤ä½¿ç”¨ï¼Œèƒ½ä»Žè¢«è´´ç‰©è¡¨é¢æ­ä¸‹æ¥è½¬è´´åˆ°å…¶ä»–物体表é¢ï¼Œå½±å“了防伪效果。针对这个问题,湖北晨光实业公å¸çŽ‡å…ˆåœ¨å›½å†…å¼€å‘出了一ç§æ–°åž‹æ¿€å…‰é˜²ä¼ªå¤åˆåŒ…装工艺,就是将永久型的激光全æ¯é˜²ä¼ªæ ‡è¯†åˆ©ç”¨è‡ªä¸»å¼€å‘的自动贴标系统,准确贴在商å“多层包装æ料夹层中特定ä½ç½®ä¸Šï¼Œå¹¶å°†å¤šå±‚包装物与激光全æ¯é˜²ä¼ªæ ‡è¯†ç´§å¯†å¤åˆæˆä¸€ä¸ªæ•´ä½“。这ç§æŠ€æœ¯æœ‰æ•ˆæ高了激光全æ¯é˜²ä¼ªæ ‡è¯†çš„防伪性能。

  2ã€ä¸€æ¬¡åž‹  è¿™ç§ç±»åž‹çš„激光全æ¯é˜²ä¼ªæ ‡è¯†åŒæ°¸ä¹…型有相似的地方,ä¸åŒçš„是它是以一次性的PETæ料作载体,从被贴物表é¢æ­ä¸‹åŽï¼Œæ¿€å…‰å…¨æ¯å›¾åƒè¢«ç ´å,无法å†æ¬¡ä½¿ç”¨ï¼Œè¿™ç§ç ´åå¯ä»¥æ˜¯æ— è§„则的,也å¯ä»¥æ˜¯æŒ‰å…ˆè®¾è®¡å¥½çš„规则破å。

  3ã€çƒ«å°åž‹  è¿™ç§ç±»åž‹çš„激光全æ¯é˜²ä¼ªæ ‡è¯†æ˜¯å°†è½½ä½“PET上图åƒä¿¡æ¯é€šè¿‡çƒ­åŽ‹çš„æ–¹å¼å®Œå…¨è½¬ç§»åˆ°è¢«è´´ç‰©è¡¨é¢ï¼Œå› æ­¤å®ƒæ˜¯æ— æ³•å‰¥ç¦»ä¸‹æ¥çš„;而且,这ç§æ ‡è¯†çš„生产工艺è¦å¤æ‚得多,è¦æ±‚也严格得多,没有一定的ç»æµŽå®žåŠ›å’ŒæŠ€æœ¯å®žåŠ›çš„ä¼ä¸šæ˜¯æ— æ³•ç”Ÿäº§çš„。烫å°åž‹æ¿€å…‰å…¨æ¯é˜²ä¼ªæ ‡è¯†ä¹Ÿå¯ä»¥åˆ†ä¸ºä¸‰ç§ç±»åž‹ï¼šé€šç”¨ç‰ˆä¹±çƒ«åž‹ã€ä¸“用版乱烫型ã€ä¸“用版定ä½çƒ«åž‹ã€‚

  三ã€æ¿€å…‰å…¨æ¯ç…§ç›¸æŠ€æœ¯çš„å‘展趋势

  ä¸å¯å¦è®¤çš„是,激光全æ¯é˜²ä¼ªæ ‡è¯†åœ¨ä½¿ç”¨è¿‡ç¨‹ä¸­ï¼Œä¹Ÿè¢«å¤§é‡çš„仿制,甚至能以å‡ä¹±çœŸï¼Œè¿™ç»™æ¶ˆè´¹è€…ã€ä½¿ç”¨ä¼ä¸šå’Œç”Ÿäº§ä¼ä¸šå¸¦æ¥äº†å·¨å¤§çš„æŸå¤±ã€‚对我们从业者æ¥è¯´ï¼Œè¿™æ—¢æ˜¯åŽ‹åŠ›ä¹Ÿæ˜¯åŠ¨åŠ›ï¼Œåœ¨å’Œå‡å†’伪劣斗争过程中,我们也开å‘出æ¥å¾ˆå¤šæ–°çš„技术ã€æ–°çš„设备ã€æ–°çš„工艺。特别是新的制版技术有了很大的å‘展,由最开始的平å°ç…§ç›¸æŠ€æœ¯ï¼Œå‘展到åŽæ¥çš„计算机全æ¯ç‚¹é˜µæŠ€æœ¯ï¼ŒçŽ°åœ¨æ›´å‡ºçŽ°äº†æ¹–北晨光的计算机全æ¯ç…§ç›¸æŠ€æœ¯ã€‚越æ¥è¶Šå¤šçš„激光全æ¯é˜²ä¼ªæŠ€æœ¯é™†ç»­è¢«å¼€å‘,如激光加密技术ã€è®¡ç®—机编ç åŠ å¯†æŠ€æœ¯ã€æ–‡å­—和图åƒå¾®ç¼©æŠ€æœ¯ã€çœŸå½©ä¸‰ç»´æŠ€æœ¯ã€è®¡ç®—机OVDå…‰å˜æŠ€æœ¯ã€ä¸Žå…¶ä»–æ–¹å‘的防伪技术相结åˆçš„综åˆé˜²ä¼ªæŠ€æœ¯ç­‰ç­‰ã€‚åŒæ—¶ï¼Œä¸æ–­åˆ›æ–°çš„激光全æ¯é˜²ä¼ªæŠ€æœ¯ä¸Žçº¸å¼ å°åˆ·ã€åŒ…装æ料相结åˆçš„å‘展方å‘也是我们的未æ¥å‰è¿›ä¹‹è·¯ã€‚