[实用新型]大幅面浮雕结构彩虹全息图拍摄装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种彩虹全息图拍摄装置，具体为一种大幅面浮雕结构彩虹全息图拍摄装置。 

背景技术

1969年美国科学家本顿提出了“彩虹全息术”，彩虹全息术的基本原理是在全息图拍摄光路中的适当位置放置狭缝，以限制能够传播到彩虹全息记录面上物光波空间频率，以此来限制白光再现全息图时引起的色模糊，因而彩虹全息图可进行白光再现。该技术的发明使得全息术从先前的激光记录激光再现，迈向了激光记录白光再现阶段，在很大程度上促进了全息技术的实用化。然而，彩虹全息图的制作成本较高，因而在当时也难以走出实验室进入商品化阶段。1970年美国无线电公司（RCA）的Bartolini等人首先提出了采用模压技术来实现全息图的批量生产，用于模压全息生产的全息图模板具有表面浮雕结构，模压全息生产过程类似凸版印刷，所以模压全息术又称为全息印刷术。采用模压全息可以实现全息图的批量复制生产，从而可以大大降低单张全息图的制作成本，模压全息术的发明使得彩虹全息术走出了实验室，并迅速走向商品化，目前已经进入全息防伪、全息包装等诸多领域。 

模压全息术中的关键技术是如何制作高质量的全息图母版，目前全息图母版的制作主要方法是采用全息图打印系统进行全息图的直写。目前，国内外被称作全息打印系统的主要有如下三种类型：一是点阵（Dot Matrix）全息图制作系统：点阵全息图的单元光栅为点状，其衍射图形由一系列不同方向和空间频率的单元光栅组成。制作时根据所需的动态效果借助计算机进行设计，然后由计算机控制两束细激光束的方向、夹角和固定光刻胶版的x-y平台的位移，逐点曝光，光刻胶版经过显影处理后得到点阵全息图的母版。根据衍射原理知，当白光再现此类全息图时，人眼在不同的方位即可看到不同颜色的再现像，因而称这类图像被称为光变图像（OVD，Optically Variable Devices）。二是合成全息图制作系统，其原理是利用数码相机拍摄景物不同视角的二维图像（体视图对序列），并将体视图对序列依次输入空间光调制器（SLM，Spatial-Light Modulator），显示的图像通过柱透镜成像到记录平面与参考光干涉，从而形成合成全息图。三是计算全息图直写系统，其原理是通过三维信息采集设备或者是三维建模获取物体的三维数据，通过计算机编码计算得到数字全息图，再将得到的全息图分割成若干小全息图单元，将它们按照一定的顺序输入到SLM，通过高微缩倍率的光学系统将显示在SLM上的全息图单元缩小成像于全息记录介质，通过逐块成像并且二维拼接即可得到整幅全息图。 

在全息图的工业化模压生产中，为了提高全息图的生产效率，往往需要在一张光刻胶版上制作多张相同的全息图单元。目前主要有两种方法：方法一、采用上述的全息图打印系统，在光刻胶版上的不同区域曝光同一张OVD、合成全息图或者彩虹全息图，并结合二维移动平台的拼接，即可得到具有周期性阵列全息图单元的全息图母版，通过后处理得到具有表面浮雕结构的全息图母版。当全息图母版要求是大幅面时，采用这种方法制作速度就很慢。方法二、在光刻胶版上制作一个全息图单元，结合精密电铸制版工艺得到模压全息图模板（镍版），最后采用机械拼版来实现大幅面全息图母版制作。机械拼版的基本过程是：用一个小尺寸带有完整图像的镍版作为拼版头，镍版加温加压，将小镍版上的结构压印转移到塑料版上（PC、PMMA），通过塑料版在x、y方向上的规则移动，完成若干个图像的拼接，然后再将塑料板经过精密电铸工艺得到大幅面的工作版。众所周知，精密电铸往往需要表面处理、喷银、电铸、弱酸蚀、钝化等一系列过程，每个工艺过程都有微结构的损耗，另外，通过热压印来拼版需要高温高压，因而热胀冷缩效应以及塑料版内残存应力都会使得全息图结构产生畸变，进而影响全息图的衍射效率。因而采用方法二不仅工序繁琐能耗高，而且微结构转移的损耗大效率低。 

实用新型内容

针对目前全息图母版制作技术的现状，本实用新型的目的在于提供一种大幅面浮雕结构彩虹全息图拍摄装置的技术方案。 

所述的大幅面浮雕结构彩虹全息图拍摄装置，包括光路系统、全息图记录部分以及主控计算机三大部分，其特征在于所述的光路系统由氦镉激光器、可调衰减器、第一介质膜反射镜、第二介质膜反射镜、第三介质膜反射镜、柱面扩束镜、球面扩束镜、第一针孔滤波器、第二针孔滤波器、柱面准直透镜、球面准直透镜、主全息图H1夹具配合而成，全息图记录部分由电子快门和精密三维移动平台组成，主控计算机控制电子快门自动曝光以及精密三维移动平台的三维移动。