[发明专利]一种基于飞秒激光制备的可变防伪计算机全息图

说明书

本发明涉及一种基于飞秒激光制备可变防伪计算机全息图，属于激光应用技术领域。本发明通过飞秒激光在热收缩膜上加工由三种尺寸微坑结构构成的全息图，全息图记录的信息由两种光学图案对应的计算机生成全息图组合而成，在激光的照射下呈现两种光学图案。通过控制加热温度，使热收缩膜发生收缩，使最小尺寸的微坑结构收缩至对入射光的透过率几乎不产生影响，改变全息图记录的信息，最终只呈现一种光学图案，从而实现全息图成像内容的变化。以解决目前单一全息成像抗仿造能力差，而可变全息成像制造过程和成像装置复杂，难以推广的问题。该方法成像变化原理简单，实现了包装和防伪的一体化，可操作性强，可应用于产品防伪和信息加密领域。

技术领域

本发明涉及一种基于飞秒激光制备的可变防伪计算机全息图，属于激光应用技术领域。

技术背景

随着社会经济的发展，防伪成为了一个备受关注的领域，它不仅可以保护商标和品牌的声誉，避免企业落入不正当竞争中，还可以保护消费者权益和公众安全。防伪标识作为一种防伪技术产品已广泛应用于生产生活中，包括各种浮雕图案、条形码、二维码等。目前，人们已经发展了油墨印刷、机械压印、电化学刻蚀等多种技术用于防伪标识制造。但是这些加工技术大多以防伪标签作为防伪标识载体，存在易脱落、易损坏或者被重复使用于伪造商品上等问题。而激光打标技术通过对材料进行微量去除，将防伪标识直接加工在材料表面，则可以避免上述问题。除了利用激光在材料表面加工序列号、二维码、条形码等防伪信息外，在材料表面加工计算机生成全息图(Computer Generated Holograms，CGH)成为了一种极具应用前景的防伪措施。计算机生成全息图的尺寸一般在毫米量级，包含上万个排布无规律的像素点，其图案本身就难以仿制。此外，计算机生成全息图在激光的照射下还能形成肉眼可见的光学图案，光学图案可以包含产品商标、序列号等信息，为消费者提供真伪辨别信息，并进一步增加仿制难度。然而，对于一些小型、形状复杂的零部件或者是贵金属饰品、电子产品等贵重商品，利用激光直接在材料上进行计算机生成全息图等标识的加工往往存在技术困难较大、影响产品美观等问题。

此外，目前加工的计算生成全息图在激光照射下一般只能呈现一种光学图案成像，通过光学图案成像可以反解出计算机生成全息图。虽然反解的计算机生成全息图和原先的全息图在很大概率上不同，但是它们所成光学图像却大致相同，而消费者又是通过光学图案的信息进行防伪鉴别，存在防伪标识被仿制的风险。因此为了提高安全性和仿制难度，制备可变全息图成为了研究的热点。可变全息图可以在改变入射激光偏振状态、波长、入射角度等情况下实现全息成像图案的转变，具有很高的设计自由性及仿制难度。但是目前可变全息图主要依赖于超表面，其加工方法往往采用电子束光刻及离子束刻蚀，存在工艺方法复杂，制备周期长等问题。而且实现全息成像的转变往往需要使用偏振片、不同波长的激光光源等复杂设备，不利于可变全息在防伪领域的实用化。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于飞秒激光制备的可变防伪计算机全息图。该防伪计算机全息图通过飞秒激光在包装材料——热收缩膜上加工由两个光学图案对应的计算机生成全息图组合而成的全息图，所加工的全息图由三种尺寸的微坑结构构成，由于飞秒激光加工会造成微坑结构表面的氧化和脱氢，使微坑结构的透光性下降，从而形成振幅调制。通过对加工样品进行加热，使热收缩膜发生横向尺寸收缩，控制加热温度使全息图上最小尺寸的微坑结构收缩至对入射光的透过率几乎不产生影响，而大尺寸的微坑结构收缩后还能降低入射光的透过率，最终使得全息图的信息发生改变，在入射连续激光的照射下只剩下一个光学图案，从而改变成像内容，实现可变全息防伪的功能，并显著提高仿制难度。