[发明专利]一种拍摄同轴全息透镜的光路系统及其方法

说明书

[技术领域]

本发明涉及激光防伪全息透镜及其拍摄方法技术领域，具体地说是一种拍摄同轴全息透镜的光路系统及其方法。

[背景技术]

从激光器问世以来，全息技术得到了飞速发展，尤其是在防伪以及包装方面也得到了极大的应用。当今国内的全息防伪技术主要以点阵光刻和全息拍摄为主。全息透镜是用干涉法制作成的一种光学元件。

目前，拍摄同轴透射全息透镜的光路方面存在一些缺陷，比如光路中的半反半透镜产生的噪音难以避免，全息透镜的尺寸受光学器件尺寸的限制因素太大，立体感不强等。一些拍摄透镜阵列的光路系统搭建起来比较复杂，对激光器功率以及光学器件要求也很高，并且有的拍摄方式需要订做光学器件，周期较长，成本较高。

[发明内容]

本发明的目的就是要解决上述的不足，而提供一种拍摄同轴全息透镜的光路系统及其方法，从而解决了以往拍摄全息透镜时无法避免的噪音问题。同时，也消除了因光学器件尺寸影响而导致的无法拍摄大面积的同轴全息透镜的因素。另外，在三维运动平台的精确控制下，可以完成一系列透镜阵列的拍摄。

为实现上述目的设计一种拍摄同轴全息透镜的光路系统，包括：三维运动平台C、安装在三维运动平台C上的感光胶版H、透镜及反光镜，所述感光胶版H正前水平方向依次同轴设置有分光棱镜P、组合透镜L5、大口径凸透镜L1、扩束镜ⅡL4及全反镜M2，所述分光棱镜P垂直方向依次同轴设置有凸透镜L2、扩束镜L3及全反镜ⅡM3，在所述全反镜M2、全反镜ⅡM3的反射光束交聚处设置有连续分束镜M1。

所述扩束镜ⅡL4焦点位置处设有针孔滤波器S1，所述扩束镜L3焦点位置处设有针孔滤波器ⅡS2。

所述大口径凸透镜L1、扩束镜ⅡL4之间同轴上设有可调光阑A1，所述凸透镜L2、扩束镜L3之间同轴上设有可调光阑ⅡA2。

所述组合透镜L5的通光口径：60mm，相对口径：1.2，外形尺寸：Φ78mm×74.2mm，透光率：≥80%，畸变：≤0.01%。

一种拍摄同轴全息透镜的方法，包括以下步骤：

1)、光路系统搭建：用连续分束镜M1将激光器的激光光束分成相互正交的物光和参考光，所述物光经过全反镜M2后，光轴垂直于感光胶版H的平面，所述物光然后依次经过扩束镜ⅡL4、大口径凸透镜L1、组合透镜L5及分光棱镜P；所述参考光经过全反镜ⅡM3、扩束镜L3及凸透镜L2，并与物光以90°的夹角会聚于分光棱镜P的中心位置；之后，使用光功率计测出感光胶版H平面处的两束光光强，调节连续分束镜M1使光强比接近1：1；

2)、拍摄：根据测得的光强，计算出曝光时间，设定好快门参数，静台一段时间后进行曝光；

3)、显影：所有透镜拍摄完成后，将感光胶版取下，放入配置好的显影液中进行显影，然后取出用去离子水冲洗干净，并用干净的压缩空气吹干。

步骤1)中，所述物光经过扩束镜ⅡL4后通过针孔滤波器S1进行滤波；所述参考光经过扩束镜L3后通过针孔滤波器ⅡS2进行滤波。

步骤1)中，所述物光经过扩束镜ⅡL4后通过可调光阑A1进行阻挡杂散光；所述参考光经过扩束镜L3后通过可调光阑ⅡA2进行阻挡杂散光。

步骤1)中，所述激光器为波长442nm的氦镉激光器。

本发明同现有技术相比，具有如下优点：

1、采用了分光棱镜代替以往光路中利用半反半透镜实现同轴的方式。这样可以消除半反半透镜的反射造成的噪音干扰。

2、根据光栅方程d=kλ/[2sin(θ/2)]可知(如图1)，物光和参考光的曲率相差越大，全息透镜的效果越明显。本发明将两束光波的曲率差尽量扩大，达到更强的立体效果。

3、通过三维运动平台，精确控制平台走距，可拍摄一系列尺寸不等的透镜阵列。

3、本发明具有重量轻、造价低、制造快、易于复制、能多重记录等特点。

[附图说明]

图1是本发明的全息透镜拍摄原理图；

图2是本发明的同轴透射全息透镜光路系统示意图；

图3是本发明的透镜阵列拍摄示意图；