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光学防伪技术范文1
【关键词】印刷；防伪；数码防伪；防伪油墨
1.现代防伪印刷技术的概述
1.1技术介绍
现代防伪印刷是一种综合性的防伪技术，是属于特种印刷的一个分支。是指用印刷手段来防止未经所有权准许而进行仿制、复制或伪造。而防伪技术是指为了达到防伪的目的而采取的措施，它在一定范围内能准确鉴别真伪，并不易被仿制和复制。印刷防伪技术主要包括防伪设计制版、精密的印刷设备及配套的油墨、纸张等，它具有综合性。若只着眼印刷技术，印刷防伪技术则主要包括雕刻制版、版纹的电脑设计、凹版印刷、彩虹印刷、双面对印技术、花纹对接、多色叠印、多色接线印刷、折光潜影、缩微印刷技术、隐形图像以及图像混有印刷。
1.2技术内容
当前的防伪技术包括：数码防伪、二维码、条形码、隐形图像防伪、激光全息防伪、证券版纹、折光潜影防伪、射频识别防伪、分期解密、微缩防伪、生物防伪、化学油墨防伪、核径迹防伪、纹理等多种防伪技术，同样，它的分类方法也有很多种。如：根据防伪技术所属学科进行划分，可将其分为以下几个类别：物理、生物、化学、电学、光学、电子学以及原子学等，该分类方法主要是基于学术角度而得来。
2.国内外现代防伪技术的发展情况
2.1国外发展情况
防伪技术的发展经历三个阶段：产生的初期、中期的传统防伪、现阶段的数码防伪，可以说有很大的进步，并且无论是国家还是企业均因该项技术的研究成果获得了巨大的经济利益，相关科研工作者纷纷投入该项技术研究之中。
全球发达国家都积极的投入到防伪技术领域的研究之中，如美国、英国、德国、意大利、日本以及澳大利亚等发达国家的相关研究机构都加入到这个行列之中，目的都是为了研发出更为稳定可靠的防伪技术。在该项技术研究领域的众多研究团队中，比较知名的团队包括：美国的BRIDGETONE防伪公司，它主要专注于激光全息防伪技术方面的研究，并且获得了相关专利；美国麻省理工学院媒体实验室，它主要专注于数字水印防伪技术的研究，并且获得了相关专利；德国国家信息技术研究中心等。
2.2国内发展情况
在防伪技术研究方面，我国的一些知名高校与研究机构也紧随发达国家的脚步，从未中断过对该项技术的研究，已经在国家自然科学基金中立项且取得了相应的成果的项目就不少，如：油墨防伪技术（北京大学）、荧光防伪技术（南开大学）、全息防伪技术（华中科技大学）、数字水印防伪技术（四川大学）、激光防伪技术（深圳大学）以及数码防伪技术（南京理工大学）。
3.当前主要应用的现代防伪技术分析
3.1现代防伪-数码防伪
随着现代技术的快速发展，各种假冒伪劣行为也随之增多，因此，各种防伪技术也就应运而生了。防伪技术的发展与一些相关学科与技术有着密切的联系，它结合了一些先进的技术，从另一个角度来说，防伪技术也是众多学科综合应用的成果。数码防伪是一种新型的高科技防伪技术，它将数字编码、加密、数据库以及计算机网络等技术结合在一起，因为传统防伪技术存在着许多的不足，加上多方的共同努力，经历了十多年的发展历程，数码防伪技术已经成为该领域中最受青睐的防伪技术之一，它对商品防伪领域的发展具有重要意义。中国防伪行业协会于1996年3月与多个部门一起成立了一个“数码电话防伪系统工程”小组，并在全国实施该项防伪工程，并多次被列入国家级火炬计划。海南腾龙防伪技术有限公司所研发的电码防伪标识及识别系统是国内外第一家使用电话防伪技术应用系统。然而经过了一段时期的应用之后，电话防伪的缺点也逐渐显露出来，如通信条件的限制、不便于查询、功能有限等，故就有了对此查询方式以外的需求，正因这种需求促使了新的查询方式出现，如：短消息数字防伪技术，该技术被应用于数字防伪短信平台；基于Internet的数码防伪技术；将电话、短信以及网络等方式融合在一起的新型数码防伪系统；还有其他基于电话与短信等查询方式的数码防伪技术。
3.2现代防伪-防伪油墨
在防伪技术中，防伪油墨是最关键的一个技术分支，它所涉及的学科包括光学、化学、电磁学、计算机技术、光谱技术以及印刷技术等。防伪油墨中的化学防伪材料与技术是最基础的，对于研究及其应用有着非常重要的意义。在票据防伪、有价证券以及商标包装领域中，油墨防伪技术具有较高的实用性，不仅可以满足基本的防伪识别需求，对于更高层次的识别与监管需求也可以满足。
防伪油墨指的是可用于防伪的油墨，也就是将具有特殊防伪性能的材料添加到油墨连接料中，然后经过相应的工艺后所形成的特殊油墨，它的成分依然是色料、连接料以及油墨助剂。防伪油墨正是因为其中具有特殊性能的色料与连接料而具有防伪功能。
按照防伪功能划分，防伪油墨主要分为以下九种：（1）热敏变色防伪油墨，它的色料中添加了特殊物质，可根据温度的变化而变化；（2）光敏变色防伪油墨，它的原理是将随光变色或光激活物添加到油墨中；（3）湿敏变色防伪油墨，其色料中所添加的物质具有使颜色根据湿度变化而变化的性能；（4）压敏变色防伪油墨，其色料中所添加的物质具有遇压力变色的性能；（5）紫外荧光防伪油墨，其色料中所添加的物质具有被紫外光线所激活的性能；（6）红外荧光防伪油墨，其色料中所添加的物质具有可被红外光线所激活的性能；（7）防涂改防伪油墨，其色料中所添加的物质用于涂改的且可发生显色反应；（8）视觉变色防伪油墨，其色料具有多层干涉光学碎膜；（9）磁性防伪油墨，其色料中具有磁性物质，如FEO中添加了CO。
3.3现代防伪技术的应用考虑
以上这几种防伪油墨的共同点是在不同的外界条件下，采用相应的光、热等检测方式对油墨印样色彩所发生的变化进行观测，进而起到防伪作用。
作为一种防伪措施，防伪技术可准确的对相应范围内的特定对象进行鉴别，且不容易被复制。换句话说，就是对仿造与仿冒具有抑制作用的一项技术。这种技术措施在很大程度上可对企业品牌、市场以及消费者的利益起到保护作用，以上我们主要对防伪技术的概念、分类、特征、原理以及优缺点进行了概括与总结。并根据防伪技术的现状对其前景进行相应的分析，对于该项技术的发展具有指导作用。
4.小结
本文概括了防伪技术相关的基本概念、分类方法和主要特征。并针对不同的防伪技术，分析了其原理和优缺点。最后，基于防伪技术的现状，做出了前景分析和预测，对该技术的发
展提出了研究方向。 [科]
【参考文献】
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[3]崔宏亮.浅谈印刷防伪技术[J].中国防伪，2000，07：64-66.
光学防伪技术范文2
采用特殊的防伪工艺和防伪材料， 如激光光刻、激光全息图、激光防伪、荧光防伪、磁性防伪和隐形油墨等，可以把追溯码隐藏到食品包装中，但是它们的成本通常也很高，一些零售价格较低的食品则无法承受。下面重点研究使用数字水印防伪、隐形光栅防伪、二维码防伪、网屏编码防伪和RFID技术来实现食品包装印刷中追溯码的隐藏。这些隐藏技术直接在包装印刷的过程中来实现，不需要增加太多的额外成本。把追溯码嵌入到食品包装中，取代了实物的追溯标签，节省了标签成本，而且追溯码在视觉上是不可见的，在一定程度上能防止被仿造假冒，并且这些隐藏技术本身就具有一定的防伪作用，可以增加包装的防伪功能。使用对应的解码手段或者设备就可以从包装中提取到追溯码，完成食品的安全追溯功能。
追溯码的隐藏技术
1.数字水印技术
数字水印是基于内容的非密码机制的信息隐藏技术，通过对数据的内容做微量修改来嵌入水印信息，从而达到信息隐藏的目的。该过程不影响原来数据的正常使用，不改变原媒体的外观，是迄今为止唯一可以跨媒体应用的信息安全与防伪技术。嵌入的水印信息可以通过技术软件或者特定的设备提取出来。当前，在国际研究领域中盛行的数字水印技术是采用信号分析的理论，通过傅里叶变换、小波变换等手法，寻求肉眼不易发现的地方埋入信息。一个完整的数字水印系统包括两个阶段，即水印信息的嵌入和水印信息的提取。在食品包装印刷中运用数字水印的原理与在普通数字媒体中运用的原理基本上是一样的，只不过印刷品是以半色调的网点来再现连续调原稿的层次和颜色变化，而在提取或检测水印过程中要对印刷品进行扫描，在扫描中有一个模/数转换过程。因此在数字水印嵌入和提取或检测过程中，必须结合半色调加网技术和模/数转换的算法，把追溯码作为水印以视觉不可见的形式隐藏在食品包装印刷中，通过特定的检测设备就能提取到追溯码的信息，进行食品的安全追溯。
2.隐形光栅防伪技术
隐形光栅防伪技术是基于半色调图像加网技术与光栅材料的光学折射特性相结合的防伪方法。该方法主要用于对半色调图像进行防伪设置，半色调图像经过防伪处理后，隐藏在图像中的信息只能通过特定的光栅才能看到，如图1所示。该方法简便易行，对设备及印刷工艺没有太高的要求，在不增加生产成本的情况下即可达到防伪的目的，因此该防伪技术有较好的发展前景。
隐形光栅防伪技术又叫开锁防伪技术，隶属于版纹防伪技术。它是利用光线的干涉原理，通过线条的变化来表现隐藏文字和图像等信息，加上制作的膜片，稍稍调整角度即可使隐藏信息显现出来的一种防伪技术。隐形光栅防伪技术属于二线防伪技术，也是隐藏防伪技术，需要工具才能检验。该技术的设计在制版中完成，在印刷中实现，不增加额外的制作成本，其素材在选择上不受限制，制作形式极为广泛。它是一种利用光学原理进行信息隐藏的技术，使用相应的解码设备解码后可以显示出事先设计的隐含信息，起到了一定的防伪效果，非常适合运用到食品的外包装上。
3. 二维码技术
早期国际上普遍采用印刷EAN.UCC一维条码来嵌入追溯信息，它最大的优点在于简化输入，使用条码读取设备就可方便地进行信息输入，但是由于一维码存储的信息量小，在一定程度上使其应用范围受限，因此产生了二维码（Dimensional Barcode），图2为市面上见到的一些二维码。二维码是在两个方向（垂直和水平）上进行的编码和解码，使用平面（二维方向上）分布的图形来记录数据符号信息的，在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”、“1”比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，这大幅增加了编码容量以及完善了编码加密机制，从而拓展了它的应用范围。通过图像输入设备或光电扫描设备就可以自动识读以实现信息的自动处理。
然而，二维码不能隐含于文字、商标、图案等之中，必须独立地印刷在包装的某一部分上，不易于暗号化，置放在明处容易被造假者仿冒，防伪安全性差，而且二维码的编解码是公开的算法，因此二维码的防伪和防复制是需要解决的问题。二维码最大可以存储1000个左右的汉字，存储空间相对较大，因此我们可以采用信息加密的方式解决防伪和防复制的问题，加密后的二维码必须通过相应的解密算法才能读取到相应的信息，否则读取到的将是一堆乱码，从而无法使用。防伪二维码的出现为食品的追溯和防伪辨识提供了一种更加简单便捷、准确详实的方法，加大了造假者的造假成本，使其无利可图。
4. 网屏编码防伪技术
网屏编码防伪技术是天津阿波罗信息技术有限公司总裁顾泽苍在国家有关部委的直接支持下，经过长期的开发研制出来的具有自主知识产权的国际领先水平的编码新技术。最初，网屏编码是针对一维码和二维码的不足研制的，实际其应用领域远远超过了一维码和二维码的应用。网屏编码技术就是将传统的由有限的数字组成的肉眼可见的二维条码，转换为无限容量且隐形的网屏编码，通过改变图形网点的不同位置、不同方向、不同形状等方式排列组合，满屏编码覆盖在包装的最底层，从而达到不可复制、难以破译的效果，如图3所示。网屏编码防伪技术隐藏到包装印刷图像中的信息，即使专业人员使用高精度设备也不容易识别出在什么地方埋有信息，更不易破解出信息的内容。
网屏编码防伪技术是一种可在使用印刷机印刷文字或图像的同时，大量埋入不同文字或图像的编码新技术。它实现了真正意义上的数字化纸张，在A4纸上最多可植入6万个以上的汉字，存储60KB以上的声音、图像、视频以及Word、Excel等任意格式的文件。此外，在纸介质上即使埋入彩色图像，其画质也不会受到影响。它超强的抗攻击能力更是令人刮目相看，即使纸张污染、破损仍然可以正确识读出隐藏的信息。网屏编码技术的信息植入是通过计算机方式处理的，一次成型为印刷品菲林或是CTP版，采用普通油墨正常印刷即可，印刷时无需二次印刷，在整个工艺流程中无需增加任何工艺成本，用Speakun识别器读取信息就可以发出声音。
5.RFID技术
RFID是英文“Radio Frequency Identification”的缩写，即无线射频识别技术，是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境中。RFID电子标签除了目前成本相对较高，它具有体积小、容量大、寿命长、穿透力强、可重复使用、支持快速读写、可定位和长期跟踪管理等特点，在食品安全质量管理方面有着极大的应用潜力。
使用RFID读写器将食品的追溯码存储到电子标签芯片中，可以无线读取，多次写入和修改。芯片里的数据除了采用密码保护外，还可用一些加密算法和认证过程来实现安全管理，造假者很难破解和仿造出一模一样的电子标签。而且使用RFID技术可以一次同时读取多个标签，加快食品的流通速度，提高食品供应链的效率。但是由于目前缺少国家标准，仅有一些行业标准，不同企业使用的频率、编码及数据内容等都可能会存在差异，读写器和标签难以完全通用，不同企业之间的数据交换和协调受到了限制。
数字水印技术、隐形光栅防伪技术和网屏编码防伪技术隐藏的追溯码信息是不可见的，在视觉上对食品包装图案本身影响很小，几乎看不出来，然而二维码和RFID在食品包装上是视觉可见的。二维码不再仅仅是那些简单的黑白的小方框了，现在市面上已经出现了很多美观和具有创意的彩色二维码，印刷在食品包装上也非常美观。但是很少见到把RFID电子标签直接印刷到食品包装上，大部分都是通过裱贴工艺将RFID电子标签嵌入到包装夹层中，但仍然可以考虑把它直接印刷到包装上，融合其他包装装潢元素做出很好的食品包装。
光学防伪技术范文3
1引言
货币作为一种特殊化的商品，在商品交易中扮演着重要的角色，分别承担着价值尺度、流通手段、支付手段和储藏手段等重要的经济职能，成为社会财富和劳动成果的象征。然而正是这些特殊性质使得货币防伪成为世界各国维护正常经济秩序和保证国民经济健康发展的重要议题。
目前各国货币防伪技术的实际原理主要是依靠磁性防伪、水印、安全线、特殊纤维、特殊油墨和凹版印刷等科技，但随着伪造技术水平的不断提高，以上普通科技的组合已经无法让普通公民轻易地辨别出真假币，尤其是在经济条件较差的欠发达地区该问题比较突出。新型防伪技术的综合采用可以杜绝该类情况，但防伪科技的采用也需要考虑货币的发行成本、社会成本和流通便利性等指标。货币当局不能采用发行成本过高、鉴定程序复杂和脱离公民知识水平的新技术，因为其违背了防伪服务于流通的宗旨。
近些年防伪科技研究取得了较大的进展，最新业内成果包括了基于多光谱图像的纸币防伪鉴定技术、基于特殊算法的货币防伪鉴定技术和可逆热致变色材料的货币防伪技术等，该三类技术进步可以有效地鉴别市面上流行的各类假币，提高伪币造假成本，达到驱除假币出市场的目的。
2基于多光谱图像的纸币防伪鉴定技术
基于多光谱图像的纸币防伪鉴定技术主要运用于防伪机具的升级换代工作中。该类技术抛弃了以前单光谱货币图像采集的思路，转而采用同时采集货币的红绿蓝光图像信息、红外光图像信息和紫外光图像信息方法，克服了传统鉴别方法的单一性和局限性;同时改进了传统机具仅抓取特殊区域的方式，采用单光谱多区域图像对比的灰度特征提取算法和多光谱单区域纹理结构特征提取算法，对油墨和纸张进行定性和定量分析，提高了鉴别假币的准确性和可靠性。我们利用基于该技术的机具配合以主流货币所采用的多种油墨混合印刷技术，就可以有效地杜绝假币。目前我国流通最广的2005版人民币百元钞票就采用了红外吸收油墨印刷技术。在红外光照射下，百元券背面绝大部分红外吸收油墨图像会消失，钞票背面仅仅留下左中部半幅人民大会堂图像(如图一)。根据相关大学最新相关实验结果，该项技术能以每分钟900张的速度准确地识别出票面完整、无较大污损面积和成色较新的2005版百元券及伪钞。实验同时发现该项技术对于污损和残缺人民币存在一定的误判情况，尤其是对于那些背面左半部分为真钞而右半部为红外反射油墨伪钞的变造币。针对这种情况，新型防伪机具一方面可以整合传统的磁性传感器提高综合鉴伪能力;另一方面应进一步增加特征区域选取的随机性和全面性，使得特征样本提取区域覆盖全票面，同时增加钞票左右版面红外吸收油墨区的灰度特征提取样本比较环节，增强对红外反射油墨变造币的鉴别功能(如图一标注)。运用该项技术将涉及到验钞机多类型光照新型系统的采用、内部接触式图象传感器(CIS)、传感器发光管及高速转换芯片的规格变动和内部算法的创新，以及子系统综合整合工作。总的来说，该新型点验钞设备在技术水平上将全面超越市场上的现有验钞设备。
虽然验钞机新技术拥有诸多先进之处，但该技术采用的电子原件成本低廉、加之批量化生产将固定成本大幅降低，这些因素都使得新型验钞机的销售和推广可以在不远的将来得到实现。首先内部算法的开发成本固定，应视为其主要的固定成本。随着产量的增加，单位固定成本可以大幅下降到市场合理范围;其次该机型所采用的基础电子技术、计算科学、图像处理技术和光学技术均具有很强的基础性和通用性。相对于其他精密工业设备和图像处理技术而言，例如单反相机和工业红外遥控设备等，其除了特征算法准确性、经济性和便利性要求较高外，其他技术要求均低于目前社会主流工业技术发展水平，从而和基础电子产业有着非常好的兼容性，容易形成跨行业规模效益，这也使得技术开发和产品制造综合成本比较低廉;最后，红外线防伪技术发射管功率小，电子辐射污染低，制造和使用时不存在外部不经济，采用该技术所承担的社会成本比较低。
随着我国网络支付平台的建设，网上银行、手机银行和第三方支付服务的普及，再加上各种电子货币的不断涌现，流通现金占比不断减小将是不可避免的经济趋势。但由于我国经济发展迅速，城镇化建设不断推进，央行人士预计我国的现金需求量将会每年递增20%，同时流通货币中人民币100元券的比例将不断上升。由此可以预测出该技术应用机型的市场需求将会持续增长。目前我国点验机年产销量已于2014年达到历史新高635万台，非金融机构不断增长的需求将进一步推动产业发展和技术升级。相对于城镇区域，农村居民支付交易呈现分散化、现金化和小额化的特点，制造者可以相应地调整设计要求，降低快速性标准，同时提高便携性和准确性标准。这三者本来就是此消彼涨的指标：一方面，增加图像预处理时间可以形成较好的图像，同时宽裕的计算时间可以有效地提高准确性，也使采用成本较低、稳定可靠但处理时间长的逐点分析法等算法成为现实;另一方面，功能简化意味着零部件数量减少和体积重量减小。经过一系列设计方案调整后，基于该技术的点验钞机可以很好地满足农村市场的特殊陸能要求，有效地防止假币流通于农业领域，保护相对脆弱的农村经济。
综上所述，通过市场细分和区别定位，多光谱图像的纸币防伪鉴定技术能够较好地解决第五套人民币的鉴伪问题，也可以作出多种技术陸的调整来适应各区域市场的不同需要。此外该技术的制造成本、经济成本和社会成本均比较合理，预计能够制造出成熟的点验钞机型以打开该产品市场。
3基于特殊算法的货币防伪鉴定技术
基于特殊算法的货币防伪鉴定技术目前主要应用于数字加密货币体系。目前最为流行的数字加密电子货币就包括了比特币、莱特币和点点币等虚拟货币，该类货币基于非对称加密算法的私钥和公钥，采用分布式的支付网络，去中心化的处理模式，通过分布式时间戳和全局唯一的交易链来保证最诚实工作量证明的真实性，从而杜绝伪造交易、伪造签名、虚假挖矿和重复支付等传统数字货币支付体系的弱点，而算法特解的有限性保证了货币价值稳定并杜绝了通货膨胀，同时支付的匿名性也是其替代流通钞票和区别于电子转账业务的重要特征。虽然该类货币的一系列特性突破了目前传统货币运用中存在的瓶颈，例如通货膨胀、汇率波动、透明度低和交易成本高昂等等，但比特币本身更重要的特性是作为一套特殊的账簿交易机制，所有交易是通过一笔笔的交易单和一本本的账簿来实现和保证的，比特币并没有以货币实体的形式出现，哪怕只是独立电子文件的形式，其仅仅作为账簿和交易单中的语句出现，例如第N个账簿在建立之初就记录“比特币系统赋予账簿建立者50元”或者第M张交易单记录下“第X号客户支付给第Y号客户30元用于充值电话费”等。这样的情况都使得在实际运用中国家宏观经济调控困难、交易税收无法落实纳税人和反洗钱工作存在障碍等问题。正是由于比特币自身的诸多不足，目前大多数国家将其视为虚拟资产而非货币，部份发展中国家更是立法禁止或限制比特币类似虚拟货币的使用。但是其独特的非对称加密算法(即HASH256BIT加密算法)、全局有效的交易链(blockchain)、独特的账簿时间戳技术和hashcash工作量证明使得数字加密货币支付机制安全可靠，各国金融当局和金融机构都可以加以借鉴来构建新型的电子货币支付系统。
如何将比特币的特性加以改进，大力促进电子货币流通是目前金融界共同面对的新问题。此处值得一提的是我国金融当局已经于2015年6月10日了大额存单管理办法，开放了大额可转让定期存单市场。该产品(NCDs)被定义为银行发行的一种定期存款凭证，期限最长为5年，多为3至6个月，不能够提前支取，但可以在二级市场上自由流通，个人和机构都可以持有并转让。发行银行可以在自有系统中发行大额存单，在第三方平台进行转让，仅将每期大额存单的日终余额登记于银行间市场清算所。对于商业银行来讲，NCDs可以让商业银行规避利率上限而通过有竞争力的利率来拓展负债业务，从被动地吸纳低成本负债转变为主动地揽入较高成本的负债。实行后银行的个人理财产品线也会得到丰富，零管理费用的优势可以将股票基金和货币基金的货币资源重新抢夺回来。最让投资者放心的是该类产品被纳入存款保险保障范围，对于个人和机构投资者而言则可以零风险获得较高的收益率，通过二级市场转让可以让短期资金以长期利率来计息。在国外金融市场中，美国、日本、香港和中国台湾都较早地开放了NCDs市场，有力地推动了各国或地区的利率市场化进程。虽然我国9家市场利率定价自律机制核心成员银行于2015年06月15日都推出了自己的电子形式大额可转让定期存单，但由于央行的中心交易市场正在建设当中，我国的NCDs成为无处进行自由转让的可转让定期存单，其流动性和盈利性大幅降低;9家银行将NCDs的执行利率定得较低，以一年期利率为例，NCDs的利率为3.06%，而余额宝和货币基金的收益率一直保持在6%左右，且不存在起存金额的限制，这使得NCDs对于公众的吸引力自然大打折扣，不利于利率市场化进程推动。
他山之石，可以攻玉。如果我们将电子形式的NCDs和类BITCOIN的数字加密电子货币的运行机制相结合起来，设计出兼顾两者特点的NBCOIN(NCDs-Based BITCOIN)。该种数字加密货币采用BITCOIN提取佣金阶段的运行机制，事先在服务器后台设计出算法特解总量恒定的类比特币—NBCOIN，引入7家世界级第三方银行通过专户监管的方式来存储类比特币NBCOIN兑换款项，并将类比特币NBCOIN按照NCDs存款模式进行管理，那么比特币用户可以继续享受比特币分布式的支付网络，去中心化的处理模式，同时在类比特币NBCOIN支付世界中继续保持其匿名性。而NCDs存款的零风险和高收益可以有力地保障账簿创建者的佣金提成，从而使得类比特币NBCOIN分布式运行机制得以运行下去。通过世界不同币种保证金的兑换机制，类比特币NBCOIN可以同全球主流货币保持较高的相关陸，从而和黄金实现了间接地挂钩;对于7家世界级银行或7大洲银团组织来讲，该一庞大的世界级支付系统的货币总量将有力地支撑其负债业务的飞速发展，同时可以以此开展配套的金融服务，比如通过垫付兑换款项的形式实现了类比特币NBCOIN的融资业务或透支功能，解决了比特币金融功能不齐全的问题;对于监管机构而言，客户在类比特币NBCOIN系统中开通客户端并实名存人类比特币NBCOIN兑换款项时或申请透支类比特币NBCOIN兑换款项时就将其真实身份登记于金融监管体系中，形成了客户身份证件和类比特币NBCOIN客户端公钥的一一匹配，反洗钱制度将能够按照不同国家的监管要求很好地贯穿于整个类比特币支付体系;外管局可以提取类比特币NBCOIN在不同地区用户之间的支付和兑换记录来确定跨境流动资金量等。通过这样的解决思路，比特币技术的种种弊端均得到了很好地解决，类比特币NBCOIN将不再只是一种金融资产，而将作为一种成熟的数字加密货币更好地融入到世界经济中去
4基于可逆热致变色材料的货币防伪技术
热致变色指的是一些化合物或者混合物在不同的温度区间可以呈现出不同的颜色，过去常用于工业设备部件测温报警等领域。业界一般将此类物质统称为热致变物质，其变色机理可以是化学反应或者生物机理，也可以是物理反应。至今人们已经开发出了无机类、有机类、液晶类、聚合物类和生物大分子类等诸多类型的热致变物质，并发明IR法、UV法、DSC法、质谱法、分光光度法和模拟计算法等研究方法进行开发和制造。从上世纪80年代起，热致变色主要研究方向被设定于中低温和可逆两个领域，可逆热致变色物质具有颜色记忆能力，可以反复使用。由于其特殊性目前可逆热致变色物质主要为无机类、有机类和液晶类物质，并已经使用于防伪商标等领域。但由于无机类物质毒性大且价格昂贵，液晶类物质保鲜性能比较差，易变质腐蚀，所以目前主要用于防伪领域的可逆热致变色物质为电子授受类有机物质，其原料中的发色剂、呈色剂和溶剂种类较多，颜色组合自由度高，使用安全性好，价格比价合理。同时通过采用微胶囊技术用成膜材料将有机电子授受类热变色物质封装起来，该方法克服了其构成物质惰性不足，易受环境影响，温度较高时成分易流失等缺点，提高了可逆热致变色物质的耐热性、耐溶剂性和抗酸碱性。
目前国内以华中科技大学为代表的科研机构通过采用该思路制备了以结晶紫内酯、双酚A和十八醇制成的可逆热致变色物质为芯材，脲醛树脂为壁材，在原位聚合中引入了第三部分，以1%Span60为分散剂，3.33%NACI为助分散剂，用稀释水和芯材质量比20：1，丁酮和芯材质量比1：1，壁材和芯材质量比4.5：1的工艺制造出密封性能好、粒度比较低的可逆热致变物质微型胶囊。该类新材料在90℃时感温变色性能良好，150℃才发生液固转换。其具有密封陸能好、由微胶囊无定型带来的分散性较高、耐热性、耐溶剂性和抗酸碱性均良好可靠的特点。
虽然化学物质防伪原理和反应机理相对复杂，离公民日常生活和金融行业比较遥远，但前面文字对该技术原理简要的介绍还是让公民对实验结果有了比较清晰的认识。从中我们可了解到以结晶紫内酯、双酚A和十八醇制成的可逆热致变色物质可以形成比较好的热致变测试效果，但是货币防伪技术需要同钞票的流通需求相一致才能形成比较好的经济效果，所以该技术用于钞票防伪是否合适尚需考证。首先，该防伪技术的持续有效期需要覆盖货币的流通寿命。以2005年版人民币百元钞为例，其在市场中流通寿命为至少36个月，也就是以结晶紫内酯、双酚A和十八醇制成的可逆热致变色物质的热致变有效期需要保证在3年甚至3年以上才能保证其防伪效果。虽然科技人员通过制作胶囊包裹变色剂并对其密封性、耐热性、耐溶剂性和抗酸碱性进行了严谨地测试，但是目前该技术的设计内容并没有包括进行相关持久性的测试，也就是说该技术并不能保证既定流通寿命要求的钞票能够在其设计流通寿命中得到全程的有效防伪保护;其次，该技术设计的主要防伪领域是商业领域而并非金融领域。以结晶紫内酯、双酚A和十八醇制成的可逆热致变色物质在温度到达90℃时会发生明显而准确的颜色变化，150℃才由固态转换为液态。对于商标防伪用途而言，较高的测试温度并不会影响到商品安全，但对于棉纤维和高质量的木浆制作而成的钞票而言，这个温度基本上就是燃点，这会严重影响到钞票本身安全，并违反了《中华人民共和国人民币管理条例》保护人民币的条款;再次，可逆热致变色胶囊的制作工艺相对复杂，经济成本比较高昂。同时该技术尚未运用于任何金融票据和钞票，即使采用并推广该技术运用，国家将需要投入大量的人力和物力进行相关宣传和培训，社会成本将比较高昂，远不及特殊光变油墨等技术的高性价比;最后，我国经济总量庞大，现金需求量高速增长，这对防伪技术的生产能力提出了极高的要求。可逆热致变色防伪技术目前仍处于实验室阶段，生产效率不高，该技术是否成熟并能够形成大规模生产能力尚需时日验证，但很明显的是目前研究所采用的制造方法无法满足社会现金所需要的产量。综上所述，基于可逆热致变色技术的货币防伪鉴定技术目前尚不能够作为比较理想的钞票防伪技术，研究者需要进一步解决保质期问题、低温问题和生产效率问题来实现其现实社会的经济效益。
结束语
基于多光谱图像的防伪鉴定技术、基于特殊算法的防伪鉴定技术和可逆热致变色材料的防伪技术是目前鉴伪、防伪领域的最新技术进展，其从不同的思路来解决了同一个问题——验证事物的真实性。但由于其应用对象钞票的特殊属性，不同的3种技术体现出了不同的兼容性和侧重点：基于多光谱图像的鉴伪技术侧重于通过钞票的红外光属性来区分真伪假币;基于特殊算法的防伪鉴定技术这是通过货币本身的电子支付机制和特殊算法实现了货币本身的自我验证和防伪;而可逆热致变色材料的防伪技术由于其依靠化合物升温变色来判别真假的技术特点使其更加适合于商标鉴伪而不是纸币防伪。正是这样的技术侧重点差异使得3种技术命运迥异，第一种技术可以运用于新型验钞机设备。由于同2005年版人民币的防伪属性相接轨，加之成本合理，其运用前景良好;第二种技术的匿名性、可靠性等特点和我国大额可转让存单的保障性可以较好地互补。基于客户自由和匿名的需求，基于大额可转让存单存款的数字加密货币可以解决分布式支付网络问题和数字货币的监管、信用和价值保障问题。但由于现实中货币替代成本高昂，该类技术运用于货币形态革命性改变还需要一定的时日;第三种技术虽然在商业防伪领域中前景看好，但由于其存在诸多同纸币的不兼容特点，不适合作为纸币的防伪技术运用到实际生活中。最终通过制造成本和社会成本的比较优势，基于多光谱图像的鉴伪技术将会是其中比较理想的新型钱币鉴伪、防伪领域综合运用方法，但对NCDs-based Bitcoin设计方案以及新型货币的出现，我们应给予更多的寄望。
光学防伪技术范文4
关键词：全息术；干涉计量；全息存储；显示全息；模压全息
我们看到的世界是三维的、彩色的，这是因为每个物体发射的光被人眼接受时，光的强弱、射向和距离、颜色都不同。从波动光学的观点看，是由于各物体发射的特定的光波不同，光的特征主要取决于光波的振幅(强弱)，位相(同相面形状)和波长(颜色)。如果能得到景物光波的完全特征，就能看到景物逼真的三维像，这就是全息术。全息术诞生到现在60年来取得了很大的进展，已被广泛地应用于近代科学研究和工业生产中。
1 全息术的历史和发展阶段
1948年，丹尼斯・盖伯提出一种记录光波振幅和相位的方法，随后用实验证实这一想法，即全息术，并制成世界上第一张全息图。盖伯本来是为提高电子显微镜的分辨率而提出的设想，虽然未能用电子波证实其原理，但用可见光证实了。从第一张全息照片制成到20世纪50年代末期，全息图制作具有以下共同特点：全息图都是用汞灯作为光源；而且是所谓同轴全息图，即物光和参考光在一条光路上得到的全息图。这一时期的全息图被称为第一代全息图，标志着全息术的萌芽。第一代全息图存在两个严重问题，一个是再现的原始像和共轭像分不开，另一个是光源的相干性太差。因此在这十多年中，全息术进展缓慢。
1960年激光的出现，提供了一种高相干度光源，为全息技术发展提供了可能。针对第一代全息技术出现的问题，利思和乌帕特尼克斯(1962)提出，将通信理论中的载频概念推广到空域中，用离轴的参考光与物光干涉形成全息图，再利用离轴的参考光照射全息图，使全息图产生三个在空间互相分离的衍射分量，其中一个复制出原始物光。该方法被称为离轴全息术，这是全息术发展的第二阶段。第二代全息术解决了光源的问题，并且在立体成像、干涉计量检测、信息存贮等应用领域中获得巨大进展，但是激光再现的全息图失去了色调信息。
科学家们开始致力于研究第三代全息图到。这是用激光记录，而用白光再现的全息图，在一定的条件下赋予全息图以鲜艳的色彩。第三代全息术已经在很多领域的到了应用，例如：像全息、反射全息、彩虹全息、模压全息等。
激光的高度相干性，要求全息拍摄过程中各个元件、光源和记录介质的相对位置严格保持不变，这也给全息技术的实际使用带来了种种不便。于是，科学家们又回过头来继续探讨白光记录的可能性。第四代全息图应该是白光记录白光再现的全息图，它将使全息术最终走出有防震工作台的黑暗实验室，进入更加广泛的实用领域。
2 全息术的基本原理和特点
全息术是一种“无透镜”的两步成像法，它能在感光胶片上同时记录物体的全部信息，即物体光的振幅和位相。全息照相过程分全息记录和再现两步：第一步称为波前记录(全息记录)；第二步物体的再现(重现)。
波前记录依据的是干涉原理，物光波和参考光波相干叠加而产生干涉条纹。干涉条纹的反衬度记录了物光波前的振幅分布，干涉条纹的几何特征(包括形状、间距、位置)记录了物光波前的位相分布。就是说，全息图上的强度分布记录了物光波的全部信息-振幅分布和位相分布，它们分别反映了物体的明暗和纵深位置等方面的特征。应当指出，任何感光底片都只能记录振幅(或者说强度)的分布，而不能直接记录位相分布，全息照相之所以能记录位相分布，是利用了参考光波把它转化成了干涉条纹的强度分布。假如没有参考光波，或者它与物光波不相干，波前上的位相分布是不可能记录下来的。
波前再现的理论依据是衍射原理，照明光波(再现光)经过全息图衍射后出现一个复杂的光波场。全息图的衍射波含有三种主要成分，即物光波(+1级衍射波)，物光波的共轭波(-1级衍射波)，照明光波的照直前进(零级衍射波)。在现代记录和重现的全息照相装置中，这三种衍射波在空间彼此分离，互不干扰，便于人们用眼睛或镜头去观测物光波的虚像或其共轭波的实像。
全息术的原理决定了它所记录的全息图有下列特点：
(1)三维性――因为全息图记录了物光的相位信息，图像具有显著的视差特性，可以看到逼真的三维图像。
(2)不可撕毁性――因为全息图记录的是物光与参考光的干涉条纹，所以具有可分割性。它被分割后的任一碎片都能再现完整的被摄物形象，只是分辨率受到一些影响。
(3)信息容量大――同一张全息感光板可多次重复曝光记录，并能互不干扰地再现各个不同的图像。
(4)全息图的再现相可放大或缩小――因为衍射角与波长有关，用不同波长的激光照射全息图，再现相就会发生放大或缩小。
3 全息术的主要应用及其发展方向
全息术经过60年的发展，已与计算机技术、光电技术以及非线性光学技术紧密结合，成为一种高新技术，扩展到医学、艺术、装饰、包装、印刷等领域，在一些发达国家还兴起了全息产业，并且正在形成日益广阔的市场，实用前景非常可观。本文介绍全息术中几个应用较为广泛、产业化较成熟的领域并说明其发展方向。
3.1 全息存储
全息存储是依据全息术的原理，将信息以全息照相的方式存储起来，它利用两个光波之间的耦合和解耦合，可以把信息存储和信息之间的比较(相关)、识别，甚至联想的功能结合起来，也就是可以把信息存储和信息处理结合起来。用于全息信息存储的记录介质较多，可永久保存信息的全息图用银盐干板、银盐非漂白型位相全息干板、光聚合物及光致抗蚀剂等；可擦除重复使用的实时记录材料有光导热塑料、有机或无机光折变材料等。全息存储在存储容量方面具有巨大的优势，原因是：
(1)全息存储具有存储容量大的优势。用感光干板作为普通照相记录信息时，信息存储密度的数量级一般为105bit/mm2；用平面全息图存储信息时，存储密度一般可提高一个数量级达106bit/mm2；如果用体全息图存储信息时，存储密度可高达1013bit/mm2。
(2)全息存储具有极大的冗余性，存储介质的局部缺陷和损伤不会引起信息丢失。
(3)全息存储具有读取速率高和能并行读取的特点，每个数据页可包含达1Mbit的信息，写人一页的时间在100ms左右，读信息的时间可以小于100μs，而磁盘的寻址时间至少需要10ms。
当前，在世界范围内掀起了全息存储研究的热潮，并取得很大的进展，其主要表现在：
(1)存储容量迅速提高和性能不断改善，并逐步走向实用化。例如，1994年美国加州理工学院在1cm3掺铁妮酸锉晶体中记录了1000幅全息图，同年，斯坦福大学的一个研究小组把经压缩的数字化图像视频数据存储在一个全息存储器中，并再现了这些数据而图像质量无显著下降。 1999年美国加州理工大学利用空-角复用技术，在同一块在掺铁铌酸锂晶体中存储了26000幅全息图。北京清华大学实现了在掺铁妮酸铿晶体中的同一空间位置记录1500幅全息图，并研制了具有紧凑结构的灵巧型全息存储装置。
(2)实用化的全息存储系统逐渐推出。例如，1995年由美国政府高级研究项目局(ARPA )、IBM公司的Almaden研究中心、斯坦福大学等联合成立了协作组织并在美国国家存储工业联合会(NS1C)支持下川，投资约7000万美元，实施了光折变信息存储材料(PRISM)和全息数据存储系统(HDSS)项目，预期在5年内开发出具有容量为1T bit数据，存储速率为1000MB/s的一次写人或重复写人的全息数据存储系统。同样的研究在法国、英国、德国和日本等国家也正在加紧进行。
近几年来，光电子技术和器件取得了系列重大进展，为全息存储器提供了所必要的高性能半导体激光器、液晶空间光调制器、CCD阵列探测器等核心元器件，全息存储的理论和方法的发展使这项技术日趋成熟然而，美中不足的是全息图的寿命问题尚待解决，虽然张泽明、谢敬辉等对Ce：Fe：LiNbO3晶体的全息存储和热定影进行了理论和实验研究，从方法上给出了记录角度越大，光栅周期越小，热定影所需最小离子数密度越高，存储系统的整体性能越好，但是目前还未解决的一个难题是寻找合适的记录材料。无疑，这将成为全息存储界研究的热门课题。
3.2 显示全息
显示全息技术是在激光透射全息图的基础上来制作各种类型的全息图，如白光反射全息图、白光透射全息图等，各种类型的显示全息图可用于舞台布景、建筑、室内装饰、投影等；再如，以动态显示的全息技术、层面X射线照相术、3DCAD技术、3D动画片、雷达显示、导向和模拟系统等，每3年一次的显示全息国际会议上都有全息界泰斗展出令人吃惊的全息图，它们充分展示了全息技术创造性的魅力和艺术的美。
显示全息目前主要有两大类：第一类是Lippmann全息图，制作方法有Denisyuk的单光束法和Benton的开窗法。第二类是S.A. Benton的彩虹全息图，这是一种透射式显示全息图，可在白光照明下再现立体图像，且图像的颜色随观察的位置的变化而变化，从红到紫如雨后彩虹而得名。随着高质量记录材料的发展，随后的一些研究者和艺术家不断追求更实用的拍摄技术，如假彩色编码和真彩色反射全息图等。美国光学学会主办的《Applied Optics》和《Optics Letters》在20世纪80年代都有关于这方面的论文报道。由SPIE主办的《Holosphere》和美国全息制造商协会主办的《Holography News》以往和近年都不断地报道有关显示全息图的最新制作技术和商业信息。但从这些报道情况来看，显示全息存在不足主要表现在：
(1)视角范围、图像体积有限；
(2)没有获得特别有效的全息图的计算方法；
(3)由于全息计算数量巨大，导致动态显示异常困难。克服以上不足，将可能成为显示全息研究的几个热点。
近年来，显示全息技术掀起一场数字化变革，数字合成全息技术为全息三维显示开辟了前所未有的应用前景。随着计算机运行速度的提高和高分辨空间调制器件的发展，利用显示全息的大视场、大景深、全视差、真彩色、可拼装、价格低廉等特性，在不久的将来开发出真正意义的全息电影和全息电视，为显示全息技术创造良好的商业前景。
3.3 模压全息
模压全息是1979年RCA公司为解决视频标准件的全息拷贝而提出的，它是将全息术和电镀、压印技术结合起来，使全息图的制作产业化，用白光再现时，可得到色彩鲜艳逼真的三维图像，并可通过印刷方式大批量生产，使得它在许多领域得到广泛的应用，以商品形式走向市场。模压全息的制作主要分为三个阶段：激光摄制原片全息图；电成型制金属模板；模压复制。这三个阶段生产工艺和技术要求都比较高，因此，模压全息作为安全防伪首当其冲，是安全防伪技术的一个里程碑。正如全息图的新奇性、强烈的视角效果、制作的难度以及易于应用在钞票的包装上，不能去除性、价格低廉、容易验证等特点，使它很快占领了防伪领域。模压全息是一种技术与艺术结合的高科技产品，无论在高档商品促销、名优商品的防假冒或在有价证券(如信用卡、钞票、护照签证)的防伪和加密以及图书、印刷、印染、装磺、纪念邮票和广告标牌等都有采用模压全息技术，并备受使用者青睐。
模压全息出现于20世纪70年代，80年代中期已形成了一种产业，90年代达到了鼎盛时期。本世纪初，随着防伪技术要求的不断提高，模压全息技术又有了新的突破：美国斑马图像公司推出了二维图像的数字化采集和拍摄技术；2003年，苏州大学研制成功并已批量生产“数码激光全息照排系统”；同年，倪星元、张志华等成功研制了可替代传统镀铝防伪薄膜的透明TiO2激光全息防伪薄膜。这些模压全息的一个个技术突破，使防伪功能有了提高，让激光全息防伪技术达到新的境界。
模压全息产业在我国起步较晚，但发展速度迅猛，目前国内已有100多条模压全息生产线。为了使模压全息技术健康发展，我国模压全息产业发展必须在三个方向上引起重视：首先是开拓全息烫金材料，取代金膜和银膜，其次开发全息包装材料，实现立体防伪包装，第三个方向是模压全息技术和现代印刷术相结合，体现传统的美术效果和现代科技的艺术魅力。
3.4 全息干涉计量
全息干涉计量术是将不同物光，在不同的时间记录在同一张全息干板上，然后利用全息术的空间波前再现原理，非接触地对物体表面进行三维测量而获得信息。全息干涉计量术是全息应用的一个重要方面，它能实现高精度非接触性无损测量，比一般光学干涉计量有很多优点。一般光学计量只能测量形状比较简单、表面光度很高的零部件，而全息计量方法则能对任意形状、任意粗糙表面的物体进行测量，测量精度为光波波长λ的数量级。目前，全息干涉计量术在方法上先后发展了实时全息干涉法(单次曝光法)、二次曝光全息干涉法、时间平均全息干涉法、双波长干涉法以及双脉冲频闪全息干涉法，此外，J.A.Leendertz开辟了全息干涉计量术的另一个新的分支-激光斑纹计量术。随着光电技术、计算机技术、CCD器件及光纤技术的飞速发展，使得全息干涉计量技术在信息采集和处理上更为方便、快捷和可靠，并得以在恶劣环境条件下对某些物理量进行定时测量。再加之相移技术、外差技术和锁相技术等，可使测量精度提高到λ/100或更高。
全息干涉计量在20世纪80年代美国等西方先进国家已产业化，我国在20世纪80年代初有几所大学和科研单位的研究项目通过鉴定，其中有些达到当时的先进水平。经过近几年的开发和研制，我国在全息干涉计量测试设备方面主要发展有：
(1)用于测试火箭发动机喷雾化特性的YSCI型离子瞬态激光全息测试仪；
(2)用于激光热核聚变稠密等离子体电子密度测量的SPQ-1型四分幅皮秒紫外线激光全息探测仪；
(3)包括记录、再现、图像处理三部分的瞬态激光全息干涉计量测试系统；
光学防伪技术范文5
关键词：莫尔 光栅 位移
中图分类号：TS853 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）04（c）-0078-02
1 莫尔效应简介
莫尔效应（moiré effect）是当注视一组线或点与另一组线或点的叠层时的一种视觉效果，这两组点或线在相对大小，角落或间距上不同。莫尔效应是几个世纪以前法国丝绸工人发现给的奇怪的现象—两块叠合在一起的薄绸子在光线的照射下会产生绚丽的花纹。在日常生活中，莫尔效应可以在通过平常的纱窗看另一个纱窗或背景时被观察到。莫尔条纹的产生实际是是光的衍射和干涉的总效果。
莫尔条纹演示（如图1）。
2 莫尔条纹产生的前提，是光栅。
光栅是在一块长条型（圆形）光学玻璃（或金属）上均匀刻上许多宽度相等、间隔相同的高精度线纹，仅在1 mm的间隔内刻出50～200条线纹，而刻线精度可以达到在一米长度上仅有±3～5 um的刻线误差，这种具有精密刻线的尺叫做光栅。光栅是可以形成透光与不透光相间排列的光电器件。光栅分为长光栅和圆光栅两种。
莫尔条纹的形成。
当指示光栅（主光栅，是测量的基准）和主光栅（移动）的刻线相交一个微小的夹角θ时，光源照射光栅尺，由于挡光效应，两块光栅刻线的相交处形成暗带，而在刻线彼此错开处形成亮带。在与光栅线纹大致垂直的方向上，产生出亮暗相间的条纹，这些条纹称为“莫尔条纹”（如图2）。
起初的时候，莫尔现象只是应用在装饰方面，但随着科学技术的发展，莫尔现象作为一种精确的检测手段，逐渐应用于光电测量技术中，同时莫尔现象的应用给机械共享带来深远的影响，如印刷，防伪等方面。
3 莫尔条纹的组成方式有如下几种
（1）相交叠合的两直光栅。
（2）平行叠合的两直光栅。
（3）两相交圆光栅。
（4）一圆形光栅和一直光栅。
4 莫尔效应应用原理
（1）长光栅莫尔条纹：相邻两亮线（或暗线）间的间距，用W表示，则W如图3。
长光栅莫尔条纹又分为如下三种形式。
①横向莫尔条纹：由于两光栅的栅线夹角θ很小，条纹近似与栅线的方向垂直。
②纵向莫尔条纹：当栅线的夹角θ=0，且两光栅栅距不等时产生的莫尔条纹。
③光闸莫尔条纹：当栅线的夹角θ=0，且两光栅栅距相等时产生的莫尔条纹。
（2）长光栅莫尔条纹的特征。
①位移放大作用。
相邻两条莫尔条纹间距B与栅距w及两光栅夹角θ的关系为：
莫尔条纹间距放大了光栅间距，令k为放大系数，则：
结论如下。
θ越小，k越大，B越大。
②运动对应关系。
光栅移动一个栅距，莫尔条纹移动一个条纹间隔。
光栅改变运动方向，莫尔条纹随之改变运动方向。
当移动的刻线数i和角度θ一定时，莫尔条纹间距B与移动距离x成正比，即：
③误差的平均效应。
光电元件对光栅的栅距误差具有平均消差作用。莫尔条纹由光栅的大量刻线形成，几条刻线的栅距误差或断裂对莫尔条纹的位置和形状影响甚微。能在很大程度上消除短周期误差的影响。
（2）圆光栅的莫尔条纹。
计量圆光栅的系统结构和长光栅的结构类似，一般由黑白光栅副和光学系统、接收系统所组成。根据光栅栅线形状的不同，圆光栅分为：圆形、直线形、径向辐射光栅、切向光栅.由于各类圆光栅本身结构上的差别，使它们各自的莫尔条纹的形状也各不相同。
圆光栅莫尔条纹具有的基本特性。
①莫尔条纹横向性与纵向性。
②条纹宽度非定值空间角位移与条纹平移量关系非线性。
圆光栅莫尔效应的优点。
①信号强，信噪比高。
②可以进行高倍细分。
③不受高压和温度影响。
④系统结构简单，稳定性高。
⑤测角方便，可测大角度，也可测小角度。
5 莫尔现象的应用
5.1 光栅传感器
工作原理。
利用光栅的莫尔条纹现象实现几何量的测量：将2快叠放在一起的光栅的相对移动或转动产生的与之同步的移动或转动的莫尔条纹信号，光栅的相对移动使透射光强度呈周期性变化，光电元件把这种光强信号变为周期性变化的电信号，并对信号进行处理，由电信号的变化即可获得光栅的相对移动量。
特点如下。
数字式传感器：能把被测的模拟量直接转换成数字量。与模拟传感器相比，数字式传感器抗干扰能力强，稳定性强；易于微机接口，便于信号处理和实现自动化测量。大大提高了测量的精度。
由于光栅传感器测量精度高、动态测量范围广、可进行无接触测量、易实现系统的自动化和数字化，因而在机械工业中得到了广泛的应用。
光栅传感器通常作为测量元件应用于机床定位、长度和角度的计量仪器中，并用于测量速度、加速度、振动等。
5.2 三维形貌测量
在工业中，为了加快产品制造和确保产品质量，就要正确测量其三维形貌。各种三维形貌测量设备包括智能机器人、自动导引车辆障碍物检测、模具尺寸测量、冲压面板几何检查、应力/应变和振动的精确测量。此外，在线自动检测与识别的问题可以转换为物体的三维形貌检测，例如：主体板油漆缺陷和凹痕检查。
莫尔纹法可以分为面内和影像（离面）云纹法两类。云纹技术的关键是两面光栅（主光栅和参考光栅）生成等高条纹被CCD相机接收。由于CCD相机并不需要接收光栅本身，从而实现更高的分辨率。然而，如果参考光栅是由计算机生成的，如逻辑云纹法，相机必须接收主光栅。云纹技术相对于机构光技术，高的分辨率意味着实施的复杂性和高功率光源的需要。（1）克服环境扰动。（2）提高图像采集速度。（3）利用相移的方法来分析条纹图案（快拍和多图像莫尔系统已被开发）。使用多相机或图像分割法可以同时得到两个或两个以上不同的相移莫尔条纹。参考书目20提供了一些特别强调对噪声和系统误差函数来运的高速莫尔轮廓法。相移云纹法的典型测量范围从 1 mm～0.5 m，具有1/10～1/100的分辨率。
5.3 防伪技术
莫尔条纹用于防伪印刷品有很好的防伪效果，已经被一些印刷企业采用，用UV油墨在所需防伪部件印刷莫尔条数标识，借助刻有线纹的解码器（做成书签的形式）可以清晰地看到莫尔条纹，从而使印刷品具备防伪功能。
现代莫尔条纹防伪印刷技术，可以通过多次印刷在印品上形成固定的莫尔条纹效果，即在防伪部位印刷一组条纹，用UV上光膜覆盖，再在其上印刷与前一组相同并形成一定夹角的线纹，这样不但可以形成莫尔条纹，还可以使放大镜观测到莫尔条纹，从而达到防伪的目的，也可以在印品上一次印刷，借助相匹配的解码工具，在放大镜下观看活动的莫尔条纹效果；还可以通过特殊的专业设计，借助解码器，将印刷品的莫尔条纹形成一个图案，其防伪效果更佳。
6 结语
莫尔条纹在机床，仪器上应用广泛，主要用于测量长度，角度，定位，还可实现轨迹控制，变形测试，三维轮廓测试方面，可以降低精密仪器的测量成本，在精密仪器的测量方面一直处于主导地位，因此我们需要深入研究莫尔条纹的细分方法，形成完备的理论体系，以提高光栅检测分辨力和测量精度。
参考文献
[1] 郭培源，付扬.光电检查技术与应用[M].北京航空航天大学出版社.
[2] 张善钟.计量光栅技术[M].机械工业出版社.
[3] 冯法军，耿小丕.莫尔条纹的观察与测量[J].承德石油高等专科学报，2007（9）.
光学防伪技术范文6
关键词 全息技术 相干 参考光 物光
中图分类号：TP703 文献标识码：A
1相关概念界定
全息摄影亦称：“全息照相”，一种利用波的干涉记录被摄物体反射（或透射）光波中信息（振幅、相位）的照相技术。全息摄影是通过一束参考光和被摄物体上反射的光叠加在感光片上产生干涉条纹而成。全息摄影不仅记录被摄物体反射光波的振幅（强度），而且还记录反射光波的相对相位。
当物体发射（发散或反射）的光波进入人眼时，由于光的强弱、射向、距离和颜色（波长）的不同，因此肉眼能够识别物体的各自特征。从光波的观点看，是由于各物体发射光波的振幅（强弱）、相位（等相面形状）和波长（颜色）各不相同。如果物体实际不存在，但能得到物体的特定光波，仍然能够看到物体逼真的像。
全息技术就是利用光的干涉和衍射原理，将物体发射的特定光波的振幅和相位以干涉条纹的形似记录下来，并在一定的条件下使其再现，由于记录了物体光波的全部（振幅和相位）信息，因此称为全息术或全息照相。全息术使英国科学家丹尼斯.伽伯（Dennis Gabor）为了提高电子显微境的分辨本领而提出的。他曾用汞灯作光源拍摄了第一张全息照片。其后，这方面的工作进展相当缓慢。直到 1960 年激光出现以后，全息技术才获得了迅速发展，并相继出现了许多的全息方法，并开辟了全息应用的新领域，成为光学的一个重要分支。全息术的法阵已经经历了四代：第一代为全息的萌芽时代，使用汞灯激励同轴全息图；第二代使用激光记录、激光再现原始像和共轭像分离的离轴全息图；第三代是激光记录白光再现的全息术，主要有反射全息、像全息、彩虹全息和合成全息等；第四代使多色光记录白光再现的真彩色全息。全息术不仅可用于光波波段，也可用于电子波、X射线、微波和声波等。
2全息照相的原理
人眼能够识别物体的三维立体图象，是借助物光波的主要特征参量――振幅、波长和相位对人体视觉的作用。光波的振幅反映了光的强弱，给人眼以物体明暗的感觉；光波的波长反映了光波的频率，给人眼以色彩的感觉；光波的相位反映了光波等相位面的形状，给人以立体的感觉。
全息照相的观察原理。全息照片不同于普通照片，其底片不显示物体的形象，而是干涉条纹叠加后的图像。冲洗时只是改了不同部分的透光性。观察时，需利用与拍照时同频率的光的衍射原理。仍考虑相邻的两条纹a和b，此时二者为两透光缝。由惠更斯-菲涅耳原理知：处于同一波阵面上的a、b可以当成子波波源，其强度皆为激光光源的强度。沿原来从物体上O点发来的物光的方向的两束衍射光，由几何知识知其光程差恰为%d。由发光点O在底片上各处造成的透光缝透过的光形成的衍射条纹会使人眼感到原来的O点处有一发光点O’。所有发光点的对应的衍射条纹会使人眼看到一个处于原来位置的完整的立体虚像。
3全息照相的特点
（1）全息照片衍射形成的立体虚像是一个真正立体的，当人眼换一个位置时，便可以看到物体的侧面像，即物体上原来被挡住的部分也可以看到。
（2）即使是全息照片的一块残片，也可以看到整个物体的立体象。因为拍摄照片时，物体上的点发出的物光在整个底片上处处与参考光发生干涉，也就是说，在底片上处处都有某一点的记录。
（3）在用光照射底片时，在与原来物光对称方向的两束光，其光程差也为%d，光线汇聚将会在O”处形成一实像。
4全息技术的应用
在全息照相的基础上，全息技术还扩展到红外、微波、超声领域，进一步发展形成了全息干涉术、彩色全息、及彩虹全息和周视全息等新的全息技术。由于全息照相具有三维成像的特点，可重复记录，而且，每一小块全息底片都能再现物体的完整，其用途十分广泛。可广泛用于精密干涉计量、无损探伤、全息光弹性、微应变分析和振动分析等科学研究。利用全息干涉术研究燃气燃烧的过程、机械件的振动模式、蜂窝板结构的粘结质量和汽车轮胎皮下缺陷检查等已得到广泛应用。全息照相用作商品和信用卡的防伪标记已形成产业，正在发展的全息电视还将为人类带来一场新的视觉革命。
全息摄影在信号记录、形变计量、计算机存储、生物学和医学研究、军事技术等领域得到广泛的应用。80年代初，法国全息摄影展在世界各地展览，人们欣赏到了神奇莫测的全息摄影。墙头上，看来明明伸出了一只水龙头，举手前去拧一下，结果是抓了个空；一只镜框，里面没有什么图象，可是当一束光射过来，框里就出现一位美丽的姑娘，她缓慢地摘下眼镜，正向人微笑致意；一只玻璃罩，里面空无一物，可是，在光的照射下，罩里马上现出维纳斯像；在镜框上，玻璃罩内，图象还在不断地变换。
在我们的生活中，当然也常常能看到全息摄影技术的运用。比如，在一些信用卡和纸币上，就运用了俄国物理学家尤里・丹尼苏克（YuriDenisyuk）在20世纪60年明的全彩全息图象技术制作出的聚酯软胶片上的“彩虹”全息图象。但这些全息图象更多只是作为一种复杂的印刷技术来实现防伪目的，它们的感光度低，色彩也不够逼真，远不到乱真的境界。研究人员还试着使用重铬酸盐胶作为感光乳剂，用来制作全息识别设备。在一些战斗机上配备有此种设备，它们可以使驾驶员将注意力集中在敌人身上。
把一些珍贵的文物用这项技术拍摄下来，展出时可以真实地立体再现文物，供参观者欣赏，而原物妥善保存，防失窃，大型全息图既可展示轿车、卫星以及各种三维广告，亦可采用脉冲全息术再现人物肖像、结婚纪念照。小型全息图可以戴在颈项上形成美丽装饰，它可再现人们喜爱的动物，多彩的花朵与蝴蝶。模压全息标识由于它的三维层次感，并随观察角度而变化的彩虹效应，以及千变万化的防伪标记，再加上与其它高科技防伪手段的紧密结合，把新世纪的防伪技术推向了新的辉煌顶点。
综上所述，全息照相是一种不用普通光学成象系统的录象方法，是六十年展起来的一种立体摄影和波阵面再现的新技术。由于全息照相能够把物体表面发出的全部信息（即光波的振幅和相位）记录下来，并能完全再现被摄物体光波的全部信息，因此，全息技术在生产实践和科学研究领域中有着广泛的应用。例如：全息电影和全息电视、全息储存、全息显示及全息防伪商标等。
5全息照相实验
漫反射式全息片的制作法是让物光束和参考光束分别从照相底板的两面进入乳胶层，如图1所示，激光器发出的光经反射镜打在乳胶层上作为参考光，透过分光镜的部分光，经硬币反射后与参考光在乳胶层处干涉，干涉条纹被记录下来。
实验步骤：开始实验前，激光器预热大约1小时。
摆好光路如图1所示，为避免参考光太强，激光束要经过一次反光镜后才打到干板上。
（1）预热好后，关闭激光器，在暗环境下，放置好被测硬币与干版。
（2）打开激光器，让干版曝光45S后，关闭激光器。
（3）暗环境下，将底片置于30左右的清水中20S，再置于异丙醇中180S，作显影及定影。
（4）用吹风机将底片吹干。
（5）观察实验结果。
实验结果分析：经过第一周的实验总结，吸取第一周实验的教训，再三设计好光路，严格控制曝光时间和水温，持续用异丙醇冲洗直至有较明显成像才用风筒吹干。成像结果虽可见，但不那么让人满意，像模糊。分析其原因有：（1）参考光比物光强，导致成像不清晰。（2）参考光与物光夹角过大，导致干涉成像范围不集中。（3）水洗时间过短。（4）显影定影时冲洗力度过猛。
参考文献
[1] 代伟.全息照相实验技巧探讨[J].实验技术与管理，2007（8）.
[2] 肖怡安.激光全息照相景深扩展实验探讨[J].物理实验，2013（1）.
