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光學防偽技術范文1
【關鍵詞】印刷；防偽；數碼防偽；防偽油墨
1.現代防偽印刷技術的概述
1.1技術介紹
現代防偽印刷是一種綜合性的防偽技術，是屬于特種印刷的一個分支。是指用印刷手段來防止未經所有權準許而進行仿制、復制或偽造。而防偽技術是指為了達到防偽的目的而采取的措施，它在一定范圍內能準確鑒別真偽，并不易被仿制和復制。印刷防偽技術主要包括防偽設計制版、精密的印刷設備及配套的油墨、紙張等，它具有綜合性。若只著眼印刷技術，印刷防偽技術則主要包括雕刻制版、版紋的電腦設計、凹版印刷、彩虹印刷、雙面對印技術、花紋對接、多色疊印、多色接線印刷、折光潛影、縮微印刷技術、隱形圖像以及圖像混有印刷。
1.2技術內容
當前的防偽技術包括：數碼防偽、二維碼、條形碼、隱形圖像防偽、激光全息防偽、證券版紋、折光潛影防偽、射頻識別防偽、分期解密、微縮防偽、生物防偽、化學油墨防偽、核徑跡防偽、紋理等多種防偽技術，同樣，它的分類方法也有很多種。如：根據防偽技術所屬學科進行劃分，可將其分為以下幾個類別：物理、生物、化學、電學、光學、電子學以及原子學等，該分類方法主要是基于學術角度而得來。
2.國內外現代防偽技術的發展情況
2.1國外發展情況
防偽技術的發展經歷三個階段：產生的初期、中期的傳統防偽、現階段的數碼防偽，可以說有很大的進步，并且無論是國家還是企業均因該項技術的研究成果獲得了巨大的經濟利益，相關科研工作者紛紛投入該項技術研究之中。
全球發達國家都積極的投入到防偽技術領域的研究之中，如美國、英國、德國、意大利、日本以及澳大利亞等發達國家的相關研究機構都加入到這個行列之中，目的都是為了研發出更為穩定可靠的防偽技術。在該項技術研究領域的眾多研究團隊中，比較知名的團隊包括：美國的BRIDGETONE防偽公司，它主要專注于激光全息防偽技術方面的研究，并且獲得了相關專利；美國麻省理工學院媒體實驗室，它主要專注于數字水印防偽技術的研究，并且獲得了相關專利；德國國家信息技術研究中心等。
2.2國內發展情況
在防偽技術研究方面，我國的一些知名高校與研究機構也緊隨發達國家的腳步，從未中斷過對該項技術的研究，已經在國家自然科學基金中立項且取得了相應的成果的項目就不少，如：油墨防偽技術（北京大學）、熒光防偽技術（南開大學）、全息防偽技術（華中科技大學）、數字水印防偽技術（四川大學）、激光防偽技術（深圳大學）以及數碼防偽技術（南京理工大學）。
3.當前主要應用的現代防偽技術分析
3.1現代防偽-數碼防偽
隨著現代技術的快速發展，各種假冒偽劣行為也隨之增多，因此，各種防偽技術也就應運而生了。防偽技術的發展與一些相關學科與技術有著密切的聯系，它結合了一些先進的技術，從另一個角度來說，防偽技術也是眾多學科綜合應用的成果。數碼防偽是一種新型的高科技防偽技術，它將數字編碼、加密、數據庫以及計算機網絡等技術結合在一起，因為傳統防偽技術存在著許多的不足，加上多方的共同努力，經歷了十多年的發展歷程，數碼防偽技術已經成為該領域中最受青睞的防偽技術之一，它對商品防偽領域的發展具有重要意義。中國防偽行業協會于1996年3月與多個部門一起成立了一個“數碼電話防偽系統工程”小組，并在全國實施該項防偽工程，并多次被列入國家級火炬計劃。海南騰龍防偽技術有限公司所研發的電碼防偽標識及識別系統是國內外第一家使用電話防偽技術應用系統。然而經過了一段時期的應用之后，電話防偽的缺點也逐漸顯露出來，如通信條件的限制、不便于查詢、功能有限等，故就有了對此查詢方式以外的需求，正因這種需求促使了新的查詢方式出現，如：短消息數字防偽技術，該技術被應用于數字防偽短信平臺；基于Internet的數碼防偽技術；將電話、短信以及網絡等方式融合在一起的新型數碼防偽系統；還有其他基于電話與短信等查詢方式的數碼防偽技術。
3.2現代防偽-防偽油墨
在防偽技術中，防偽油墨是最關鍵的一個技術分支，它所涉及的學科包括光學、化學、電磁學、計算機技術、光譜技術以及印刷技術等。防偽油墨中的化學防偽材料與技術是最基礎的，對于研究及其應用有著非常重要的意義。在票據防偽、有價證券以及商標包裝領域中，油墨防偽技術具有較高的實用性，不僅可以滿足基本的防偽識別需求，對于更高層次的識別與監管需求也可以滿足。
防偽油墨指的是可用于防偽的油墨，也就是將具有特殊防偽性能的材料添加到油墨連接料中，然后經過相應的工藝后所形成的特殊油墨，它的成分依然是色料、連接料以及油墨助劑。防偽油墨正是因為其中具有特殊性能的色料與連接料而具有防偽功能。
按照防偽功能劃分，防偽油墨主要分為以下九種：（1）熱敏變色防偽油墨，它的色料中添加了特殊物質，可根據溫度的變化而變化；（2）光敏變色防偽油墨，它的原理是將隨光變色或光激活物添加到油墨中；（3）濕敏變色防偽油墨，其色料中所添加的物質具有使顏色根據濕度變化而變化的性能；（4）壓敏變色防偽油墨，其色料中所添加的物質具有遇壓力變色的性能；（5）紫外熒光防偽油墨，其色料中所添加的物質具有被紫外光線所激活的性能；（6）紅外熒光防偽油墨，其色料中所添加的物質具有可被紅外光線所激活的性能；（7）防涂改防偽油墨，其色料中所添加的物質用于涂改的且可發生顯色反應；（8）視覺變色防偽油墨，其色料具有多層干涉光學碎膜；（9）磁性防偽油墨，其色料中具有磁性物質，如FEO中添加了CO。
3.3現代防偽技術的應用考慮
以上這幾種防偽油墨的共同點是在不同的外界條件下，采用相應的光、熱等檢測方式對油墨印樣色彩所發生的變化進行觀測，進而起到防偽作用。
作為一種防偽措施，防偽技術可準確的對相應范圍內的特定對象進行鑒別，且不容易被復制。換句話說，就是對仿造與仿冒具有抑制作用的一項技術。這種技術措施在很大程度上可對企業品牌、市場以及消費者的利益起到保護作用，以上我們主要對防偽技術的概念、分類、特征、原理以及優缺點進行了概括與總結。并根據防偽技術的現狀對其前景進行相應的分析，對于該項技術的發展具有指導作用。
4.小結
本文概括了防偽技術相關的基本概念、分類方法和主要特征。并針對不同的防偽技術，分析了其原理和優缺點。最后，基于防偽技術的現狀，做出了前景分析和預測，對該技術的發
展提出了研究方向。 [科]
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光學防偽技術范文2
采用特殊的防偽工藝和防偽材料， 如激光光刻、激光全息圖、激光防偽、熒光防偽、磁性防偽和隱形油墨等，可以把追溯碼隱藏到食品包裝中，但是它們的成本通常也很高，一些零售價格較低的食品則無法承受。下面重點研究使用數字水印防偽、隱形光柵防偽、二維碼防偽、網屏編碼防偽和RFID技術來實現食品包裝印刷中追溯碼的隱藏。這些隱藏技術直接在包裝印刷的過程中來實現，不需要增加太多的額外成本。把追溯碼嵌入到食品包裝中，取代了實物的追溯標簽，節省了標簽成本，而且追溯碼在視覺上是不可見的，在一定程度上能防止被仿造假冒，并且這些隱藏技術本身就具有一定的防偽作用，可以增加包裝的防偽功能。使用對應的解碼手段或者設備就可以從包裝中提取到追溯碼，完成食品的安全追溯功能。
追溯碼的隱藏技術
1.數字水印技術
數字水印是基于內容的非密碼機制的信息隱藏技術，通過對數據的內容做微量修改來嵌入水印信息，從而達到信息隱藏的目的。該過程不影響原來數據的正常使用，不改變原媒體的外觀，是迄今為止唯一可以跨媒體應用的信息安全與防偽技術。嵌入的水印信息可以通過技術軟件或者特定的設備提取出來。當前，在國際研究領域中盛行的數字水印技術是采用信號分析的理論，通過傅里葉變換、小波變換等手法，尋求肉眼不易發現的地方埋入信息。一個完整的數字水印系統包括兩個階段，即水印信息的嵌入和水印信息的提取。在食品包裝印刷中運用數字水印的原理與在普通數字媒體中運用的原理基本上是一樣的，只不過印刷品是以半色調的網點來再現連續調原稿的層次和顏色變化，而在提取或檢測水印過程中要對印刷品進行掃描，在掃描中有一個模/數轉換過程。因此在數字水印嵌入和提取或檢測過程中，必須結合半色調加網技術和模/數轉換的算法，把追溯碼作為水印以視覺不可見的形式隱藏在食品包裝印刷中，通過特定的檢測設備就能提取到追溯碼的信息，進行食品的安全追溯。
2.隱形光柵防偽技術
隱形光柵防偽技術是基于半色調圖像加網技術與光柵材料的光學折射特性相結合的防偽方法。該方法主要用于對半色調圖像進行防偽設置，半色調圖像經過防偽處理后，隱藏在圖像中的信息只能通過特定的光柵才能看到，如圖1所示。該方法簡便易行，對設備及印刷工藝沒有太高的要求，在不增加生產成本的情況下即可達到防偽的目的，因此該防偽技術有較好的發展前景。
隱形光柵防偽技術又叫開鎖防偽技術，隸屬于版紋防偽技術。它是利用光線的干涉原理，通過線條的變化來表現隱藏文字和圖像等信息，加上制作的膜片，稍稍調整角度即可使隱藏信息顯現出來的一種防偽技術。隱形光柵防偽技術屬于二線防偽技術，也是隱藏防偽技術，需要工具才能檢驗。該技術的設計在制版中完成，在印刷中實現，不增加額外的制作成本，其素材在選擇上不受限制，制作形式極為廣泛。它是一種利用光學原理進行信息隱藏的技術，使用相應的解碼設備解碼后可以顯示出事先設計的隱含信息，起到了一定的防偽效果，非常適合運用到食品的外包裝上。
3. 二維碼技術
早期國際上普遍采用印刷EAN.UCC一維條碼來嵌入追溯信息，它最大的優點在于簡化輸入，使用條碼讀取設備就可方便地進行信息輸入，但是由于一維碼存儲的信息量小，在一定程度上使其應用范圍受限，因此產生了二維碼（Dimensional Barcode），圖2為市面上見到的一些二維碼。二維碼是在兩個方向（垂直和水平）上進行的編碼和解碼，使用平面（二維方向上）分布的圖形來記錄數據符號信息的，在代碼編制上巧妙地利用構成計算機內部邏輯基礎的“0”、“1”比特流的概念，使用若干個與二進制相對應的幾何形體來表示文字數值信息，這大幅增加了編碼容量以及完善了編碼加密機制，從而拓展了它的應用范圍。通過圖像輸入設備或光電掃描設備就可以自動識讀以實現信息的自動處理。
然而，二維碼不能隱含于文字、商標、圖案等之中，必須獨立地印刷在包裝的某一部分上，不易于暗號化，置放在明處容易被造假者仿冒，防偽安全性差，而且二維碼的編解碼是公開的算法，因此二維碼的防偽和防復制是需要解決的問題。二維碼最大可以存儲1000個左右的漢字，存儲空間相對較大，因此我們可以采用信息加密的方式解決防偽和防復制的問題，加密后的二維碼必須通過相應的解密算法才能讀取到相應的信息，否則讀取到的將是一堆亂碼，從而無法使用。防偽二維碼的出現為食品的追溯和防偽辨識提供了一種更加簡單便捷、準確詳實的方法，加大了造假者的造假成本，使其無利可圖。
4. 網屏編碼防偽技術
網屏編碼防偽技術是天津阿波羅信息技術有限公司總裁顧澤蒼在國家有關部委的直接支持下，經過長期的開發研制出來的具有自主知識產權的國際領先水平的編碼新技術。最初，網屏編碼是針對一維碼和二維碼的不足研制的，實際其應用領域遠遠超過了一維碼和二維碼的應用。網屏編碼技術就是將傳統的由有限的數字組成的肉眼可見的二維條碼，轉換為無限容量且隱形的網屏編碼，通過改變圖形網點的不同位置、不同方向、不同形狀等方式排列組合，滿屏編碼覆蓋在包裝的最底層，從而達到不可復制、難以破譯的效果，如圖3所示。網屏編碼防偽技術隱藏到包裝印刷圖像中的信息，即使專業人員使用高精度設備也不容易識別出在什么地方埋有信息，更不易破解出信息的內容。
網屏編碼防偽技術是一種可在使用印刷機印刷文字或圖像的同時，大量埋入不同文字或圖像的編碼新技術。它實現了真正意義上的數字化紙張，在A4紙上最多可植入6萬個以上的漢字，存儲60KB以上的聲音、圖像、視頻以及Word、Excel等任意格式的文件。此外，在紙介質上即使埋入彩色圖像，其畫質也不會受到影響。它超強的抗攻擊能力更是令人刮目相看，即使紙張污染、破損仍然可以正確識讀出隱藏的信息。網屏編碼技術的信息植入是通過計算機方式處理的，一次成型為印刷品菲林或是CTP版，采用普通油墨正常印刷即可，印刷時無需二次印刷，在整個工藝流程中無需增加任何工藝成本，用Speakun識別器讀取信息就可以發出聲音。
5.RFID技術
RFID是英文“Radio Frequency Identification”的縮寫，即無線射頻識別技術，是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環境中。RFID電子標簽除了目前成本相對較高，它具有體積小、容量大、壽命長、穿透力強、可重復使用、支持快速讀寫、可定位和長期跟蹤管理等特點，在食品安全質量管理方面有著極大的應用潛力。
使用RFID讀寫器將食品的追溯碼存儲到電子標簽芯片中，可以無線讀取，多次寫入和修改。芯片里的數據除了采用密碼保護外，還可用一些加密算法和認證過程來實現安全管理，造假者很難破解和仿造出一模一樣的電子標簽。而且使用RFID技術可以一次同時讀取多個標簽，加快食品的流通速度，提高食品供應鏈的效率。但是由于目前缺少國家標準，僅有一些行業標準，不同企業使用的頻率、編碼及數據內容等都可能會存在差異，讀寫器和標簽難以完全通用，不同企業之間的數據交換和協調受到了限制。
數字水印技術、隱形光柵防偽技術和網屏編碼防偽技術隱藏的追溯碼信息是不可見的，在視覺上對食品包裝圖案本身影響很小，幾乎看不出來，然而二維碼和RFID在食品包裝上是視覺可見的。二維碼不再僅僅是那些簡單的黑白的小方框了，現在市面上已經出現了很多美觀和具有創意的彩色二維碼，印刷在食品包裝上也非常美觀。但是很少見到把RFID電子標簽直接印刷到食品包裝上，大部分都是通過裱貼工藝將RFID電子標簽嵌入到包裝夾層中，但仍然可以考慮把它直接印刷到包裝上，融合其他包裝裝潢元素做出很好的食品包裝。
光學防偽技術范文3
1引言
貨幣作為一種特殊化的商品，在商品交易中扮演著重要的角色，分別承擔著價值尺度、流通手段、支付手段和儲藏手段等重要的經濟職能，成為社會財富和勞動成果的象征。然而正是這些特殊性質使得貨幣防偽成為世界各國維護正常經濟秩序和保證國民經濟健康發展的重要議題。
目前各國貨幣防偽技術的實際原理主要是依靠磁性防偽、水印、安全線、特殊纖維、特殊油墨和凹版印刷等科技，但隨著偽造技術水平的不斷提高，以上普通科技的組合已經無法讓普通公民輕易地辨別出真假幣，尤其是在經濟條件較差的欠發達地區該問題比較突出。新型防偽技術的綜合采用可以杜絕該類情況，但防偽科技的采用也需要考慮貨幣的發行成本、社會成本和流通便利性等指標。貨幣當局不能采用發行成本過高、鑒定程序復雜和脫離公民知識水平的新技術，因為其違背了防偽服務于流通的宗旨。
近些年防偽科技研究取得了較大的進展，最新業內成果包括了基于多光譜圖像的紙幣防偽鑒定技術、基于特殊算法的貨幣防偽鑒定技術和可逆熱致變色材料的貨幣防偽技術等，該三類技術進步可以有效地鑒別市面上流行的各類假幣，提高偽幣造假成本，達到驅除假幣出市場的目的。
2基于多光譜圖像的紙幣防偽鑒定技術
基于多光譜圖像的紙幣防偽鑒定技術主要運用于防偽機具的升級換代工作中。該類技術拋棄了以前單光譜貨幣圖像采集的思路，轉而采用同時采集貨幣的紅綠藍光圖像信息、紅外光圖像信息和紫外光圖像信息方法，克服了傳統鑒別方法的單一性和局限性;同時改進了傳統機具僅抓取特殊區域的方式，采用單光譜多區域圖像對比的灰度特征提取算法和多光譜單區域紋理結構特征提取算法，對油墨和紙張進行定性和定量分析，提高了鑒別假幣的準確性和可靠性。我們利用基于該技術的機具配合以主流貨幣所采用的多種油墨混合印刷技術，就可以有效地杜絕假幣。目前我國流通最廣的2005版人民幣百元鈔票就采用了紅外吸收油墨印刷技術。在紅外光照射下，百元券背面絕大部分紅外吸收油墨圖像會消失，鈔票背面僅僅留下左中部半幅人民大會堂圖像(如圖一)。根據相關大學最新相關實驗結果，該項技術能以每分鐘900張的速度準確地識別出票面完整、無較大污損面積和成色較新的2005版百元券及偽鈔。實驗同時發現該項技術對于污損和殘缺人民幣存在一定的誤判情況，尤其是對于那些背面左半部分為真鈔而右半部為紅外反射油墨偽鈔的變造幣。針對這種情況，新型防偽機具一方面可以整合傳統的磁性傳感器提高綜合鑒偽能力;另一方面應進一步增加特征區域選取的隨機性和全面性，使得特征樣本提取區域覆蓋全票面，同時增加鈔票左右版面紅外吸收油墨區的灰度特征提取樣本比較環節，增強對紅外反射油墨變造幣的鑒別功能(如圖一標注)。運用該項技術將涉及到驗鈔機多類型光照新型系統的采用、內部接觸式圖象傳感器(CIS)、傳感器發光管及高速轉換芯片的規格變動和內部算法的創新，以及子系統綜合整合工作?？偟膩碚f，該新型點驗鈔設備在技術水平上將全面超越市場上的現有驗鈔設備。
雖然驗鈔機新技術擁有諸多先進之處，但該技術采用的電子原件成本低廉、加之批量化生產將固定成本大幅降低，這些因素都使得新型驗鈔機的銷售和推廣可以在不遠的將來得到實現。首先內部算法的開發成本固定，應視為其主要的固定成本。隨著產量的增加，單位固定成本可以大幅下降到市場合理范圍;其次該機型所采用的基礎電子技術、計算科學、圖像處理技術和光學技術均具有很強的基礎性和通用性。相對于其他精密工業設備和圖像處理技術而言，例如單反相機和工業紅外遙控設備等，其除了特征算法準確性、經濟性和便利性要求較高外，其他技術要求均低于目前社會主流工業技術發展水平，從而和基礎電子產業有著非常好的兼容性，容易形成跨行業規模效益，這也使得技術開發和產品制造綜合成本比較低廉;最后，紅外線防偽技術發射管功率小，電子輻射污染低，制造和使用時不存在外部不經濟，采用該技術所承擔的社會成本比較低。
隨著我國網絡支付平臺的建設，網上銀行、手機銀行和第三方支付服務的普及，再加上各種電子貨幣的不斷涌現，流通現金占比不斷減小將是不可避免的經濟趨勢。但由于我國經濟發展迅速，城鎮化建設不斷推進，央行人士預計我國的現金需求量將會每年遞增20%，同時流通貨幣中人民幣100元券的比例將不斷上升。由此可以預測出該技術應用機型的市場需求將會持續增長。目前我國點驗機年產銷量已于2014年達到歷史新高635萬臺，非金融機構不斷增長的需求將進一步推動產業發展和技術升級。相對于城鎮區域，農村居民支付交易呈現分散化、現金化和小額化的特點，制造者可以相應地調整設計要求，降低快速性標準，同時提高便攜性和準確性標準。這三者本來就是此消彼漲的指標：一方面，增加圖像預處理時間可以形成較好的圖像，同時寬裕的計算時間可以有效地提高準確性，也使采用成本較低、穩定可靠但處理時間長的逐點分析法等算法成為現實;另一方面，功能簡化意味著零部件數量減少和體積重量減小。經過一系列設計方案調整后，基于該技術的點驗鈔機可以很好地滿足農村市場的特殊陸能要求，有效地防止假幣流通于農業領域，保護相對脆弱的農村經濟。
綜上所述，通過市場細分和區別定位，多光譜圖像的紙幣防偽鑒定技術能夠較好地解決第五套人民幣的鑒偽問題，也可以作出多種技術陸的調整來適應各區域市場的不同需要。此外該技術的制造成本、經濟成本和社會成本均比較合理，預計能夠制造出成熟的點驗鈔機型以打開該產品市場。
3基于特殊算法的貨幣防偽鑒定技術
基于特殊算法的貨幣防偽鑒定技術目前主要應用于數字加密貨幣體系。目前最為流行的數字加密電子貨幣就包括了比特幣、萊特幣和點點幣等虛擬貨幣，該類貨幣基于非對稱加密算法的私鑰和公鑰，采用分布式的支付網絡，去中心化的處理模式，通過分布式時間戳和全局唯一的交易鏈來保證最誠實工作量證明的真實性，從而杜絕偽造交易、偽造簽名、虛假挖礦和重復支付等傳統數字貨幣支付體系的弱點，而算法特解的有限性保證了貨幣價值穩定并杜絕了通貨膨脹，同時支付的匿名性也是其替代流通鈔票和區別于電子轉賬業務的重要特征。雖然該類貨幣的一系列特性突破了目前傳統貨幣運用中存在的瓶頸，例如通貨膨脹、匯率波動、透明度低和交易成本高昂等等，但比特幣本身更重要的特性是作為一套特殊的賬簿交易機制，所有交易是通過一筆筆的交易單和一本本的賬簿來實現和保證的，比特幣并沒有以貨幣實體的形式出現，哪怕只是獨立電子文件的形式，其僅僅作為賬簿和交易單中的語句出現，例如第N個賬簿在建立之初就記錄“比特幣系統賦予賬簿建立者50元”或者第M張交易單記錄下“第X號客戶支付給第Y號客戶30元用于充值電話費”等。這樣的情況都使得在實際運用中國家宏觀經濟調控困難、交易稅收無法落實納稅人和反洗錢工作存在障礙等問題。正是由于比特幣自身的諸多不足，目前大多數國家將其視為虛擬資產而非貨幣，部份發展中國家更是立法禁止或限制比特幣類似虛擬貨幣的使用。但是其獨特的非對稱加密算法(即HASH256BIT加密算法)、全局有效的交易鏈(blockchain)、獨特的賬簿時間戳技術和hashcash工作量證明使得數字加密貨幣支付機制安全可靠，各國金融當局和金融機構都可以加以借鑒來構建新型的電子貨幣支付系統。
如何將比特幣的特性加以改進，大力促進電子貨幣流通是目前金融界共同面對的新問題。此處值得一提的是我國金融當局已經于2015年6月10日了大額存單管理辦法，開放了大額可轉讓定期存單市場。該產品(NCDs)被定義為銀行發行的一種定期存款憑證，期限最長為5年，多為3至6個月，不能夠提前支取，但可以在二級市場上自由流通，個人和機構都可以持有并轉讓。發行銀行可以在自有系統中發行大額存單，在第三方平臺進行轉讓，僅將每期大額存單的日終余額登記于銀行間市場清算所。對于商業銀行來講，NCDs可以讓商業銀行規避利率上限而通過有競爭力的利率來拓展負債業務，從被動地吸納低成本負債轉變為主動地攬入較高成本的負債。實行后銀行的個人理財產品線也會得到豐富，零管理費用的優勢可以將股票基金和貨幣基金的貨幣資源重新搶奪回來。最讓投資者放心的是該類產品被納入存款保險保障范圍，對于個人和機構投資者而言則可以零風險獲得較高的收益率，通過二級市場轉讓可以讓短期資金以長期利率來計息。在國外金融市場中，美國、日本、香港和中國臺灣都較早地開放了NCDs市場，有力地推動了各國或地區的利率市場化進程。雖然我國9家市場利率定價自律機制核心成員銀行于2015年06月15日都推出了自己的電子形式大額可轉讓定期存單，但由于央行的中心交易市場正在建設當中，我國的NCDs成為無處進行自由轉讓的可轉讓定期存單，其流動性和盈利性大幅降低;9家銀行將NCDs的執行利率定得較低，以一年期利率為例，NCDs的利率為3.06%，而余額寶和貨幣基金的收益率一直保持在6%左右，且不存在起存金額的限制，這使得NCDs對于公眾的吸引力自然大打折扣，不利于利率市場化進程推動。
他山之石，可以攻玉。如果我們將電子形式的NCDs和類BITCOIN的數字加密電子貨幣的運行機制相結合起來，設計出兼顧兩者特點的NBCOIN(NCDs-Based BITCOIN)。該種數字加密貨幣采用BITCOIN提取傭金階段的運行機制，事先在服務器后臺設計出算法特解總量恒定的類比特幣—NBCOIN，引入7家世界級第三方銀行通過專戶監管的方式來存儲類比特幣NBCOIN兌換款項，并將類比特幣NBCOIN按照NCDs存款模式進行管理，那么比特幣用戶可以繼續享受比特幣分布式的支付網絡，去中心化的處理模式，同時在類比特幣NBCOIN支付世界中繼續保持其匿名性。而NCDs存款的零風險和高收益可以有力地保障賬簿創建者的傭金提成，從而使得類比特幣NBCOIN分布式運行機制得以運行下去。通過世界不同幣種保證金的兌換機制，類比特幣NBCOIN可以同全球主流貨幣保持較高的相關陸，從而和黃金實現了間接地掛鉤;對于7家世界級銀行或7大洲銀團組織來講，該一龐大的世界級支付系統的貨幣總量將有力地支撐其負債業務的飛速發展，同時可以以此開展配套的金融服務，比如通過墊付兌換款項的形式實現了類比特幣NBCOIN的融資業務或透支功能，解決了比特幣金融功能不齊全的問題;對于監管機構而言，客戶在類比特幣NBCOIN系統中開通客戶端并實名存人類比特幣NBCOIN兌換款項時或申請透支類比特幣NBCOIN兌換款項時就將其真實身份登記于金融監管體系中，形成了客戶身份證件和類比特幣NBCOIN客戶端公鑰的一一匹配，反洗錢制度將能夠按照不同國家的監管要求很好地貫穿于整個類比特幣支付體系;外管局可以提取類比特幣NBCOIN在不同地區用戶之間的支付和兌換記錄來確定跨境流動資金量等。通過這樣的解決思路，比特幣技術的種種弊端均得到了很好地解決，類比特幣NBCOIN將不再只是一種金融資產，而將作為一種成熟的數字加密貨幣更好地融入到世界經濟中去
4基于可逆熱致變色材料的貨幣防偽技術
熱致變色指的是一些化合物或者混合物在不同的溫度區間可以呈現出不同的顏色，過去常用于工業設備部件測溫報警等領域。業界一般將此類物質統稱為熱致變物質，其變色機理可以是化學反應或者生物機理，也可以是物理反應。至今人們已經開發出了無機類、有機類、液晶類、聚合物類和生物大分子類等諸多類型的熱致變物質，并發明IR法、UV法、DSC法、質譜法、分光光度法和模擬計算法等研究方法進行開發和制造。從上世紀80年代起，熱致變色主要研究方向被設定于中低溫和可逆兩個領域，可逆熱致變色物質具有顏色記憶能力，可以反復使用。由于其特殊性目前可逆熱致變色物質主要為無機類、有機類和液晶類物質，并已經使用于防偽商標等領域。但由于無機類物質毒性大且價格昂貴，液晶類物質保鮮性能比較差，易變質腐蝕，所以目前主要用于防偽領域的可逆熱致變色物質為電子授受類有機物質，其原料中的發色劑、呈色劑和溶劑種類較多，顏色組合自由度高，使用安全性好，價格比價合理。同時通過采用微膠囊技術用成膜材料將有機電子授受類熱變色物質封裝起來，該方法克服了其構成物質惰性不足，易受環境影響，溫度較高時成分易流失等缺點，提高了可逆熱致變色物質的耐熱性、耐溶劑性和抗酸堿性。
目前國內以華中科技大學為代表的科研機構通過采用該思路制備了以結晶紫內酯、雙酚A和十八醇制成的可逆熱致變色物質為芯材，脲醛樹脂為壁材，在原位聚合中引入了第三部分，以1%Span60為分散劑，3.33%NACI為助分散劑，用稀釋水和芯材質量比20：1，丁酮和芯材質量比1：1，壁材和芯材質量比4.5：1的工藝制造出密封性能好、粒度比較低的可逆熱致變物質微型膠囊。該類新材料在90℃時感溫變色性能良好，150℃才發生液固轉換。其具有密封陸能好、由微膠囊無定型帶來的分散性較高、耐熱性、耐溶劑性和抗酸堿性均良好可靠的特點。
雖然化學物質防偽原理和反應機理相對復雜，離公民日常生活和金融行業比較遙遠，但前面文字對該技術原理簡要的介紹還是讓公民對實驗結果有了比較清晰的認識。從中我們可了解到以結晶紫內酯、雙酚A和十八醇制成的可逆熱致變色物質可以形成比較好的熱致變測試效果，但是貨幣防偽技術需要同鈔票的流通需求相一致才能形成比較好的經濟效果，所以該技術用于鈔票防偽是否合適尚需考證。首先，該防偽技術的持續有效期需要覆蓋貨幣的流通壽命。以2005年版人民幣百元鈔為例，其在市場中流通壽命為至少36個月，也就是以結晶紫內酯、雙酚A和十八醇制成的可逆熱致變色物質的熱致變有效期需要保證在3年甚至3年以上才能保證其防偽效果。雖然科技人員通過制作膠囊包裹變色劑并對其密封性、耐熱性、耐溶劑性和抗酸堿性進行了嚴謹地測試，但是目前該技術的設計內容并沒有包括進行相關持久性的測試，也就是說該技術并不能保證既定流通壽命要求的鈔票能夠在其設計流通壽命中得到全程的有效防偽保護;其次，該技術設計的主要防偽領域是商業領域而并非金融領域。以結晶紫內酯、雙酚A和十八醇制成的可逆熱致變色物質在溫度到達90℃時會發生明顯而準確的顏色變化，150℃才由固態轉換為液態。對于商標防偽用途而言，較高的測試溫度并不會影響到商品安全，但對于棉纖維和高質量的木漿制作而成的鈔票而言，這個溫度基本上就是燃點，這會嚴重影響到鈔票本身安全，并違反了《中華人民共和國人民幣管理條例》保護人民幣的條款;再次，可逆熱致變色膠囊的制作工藝相對復雜，經濟成本比較高昂。同時該技術尚未運用于任何金融票據和鈔票，即使采用并推廣該技術運用，國家將需要投入大量的人力和物力進行相關宣傳和培訓，社會成本將比較高昂，遠不及特殊光變油墨等技術的高性價比;最后，我國經濟總量龐大，現金需求量高速增長，這對防偽技術的生產能力提出了極高的要求?？赡鏌嶂伦兩纻渭夹g目前仍處于實驗室階段，生產效率不高，該技術是否成熟并能夠形成大規模生產能力尚需時日驗證，但很明顯的是目前研究所采用的制造方法無法滿足社會現金所需要的產量。綜上所述，基于可逆熱致變色技術的貨幣防偽鑒定技術目前尚不能夠作為比較理想的鈔票防偽技術，研究者需要進一步解決保質期問題、低溫問題和生產效率問題來實現其現實社會的經濟效益。
結束語
基于多光譜圖像的防偽鑒定技術、基于特殊算法的防偽鑒定技術和可逆熱致變色材料的防偽技術是目前鑒偽、防偽領域的最新技術進展，其從不同的思路來解決了同一個問題——驗證事物的真實性。但由于其應用對象鈔票的特殊屬性，不同的3種技術體現出了不同的兼容性和側重點：基于多光譜圖像的鑒偽技術側重于通過鈔票的紅外光屬性來區分真偽假幣;基于特殊算法的防偽鑒定技術這是通過貨幣本身的電子支付機制和特殊算法實現了貨幣本身的自我驗證和防偽;而可逆熱致變色材料的防偽技術由于其依靠化合物升溫變色來判別真假的技術特點使其更加適合于商標鑒偽而不是紙幣防偽。正是這樣的技術側重點差異使得3種技術命運迥異，第一種技術可以運用于新型驗鈔機設備。由于同2005年版人民幣的防偽屬性相接軌，加之成本合理，其運用前景良好;第二種技術的匿名性、可靠性等特點和我國大額可轉讓存單的保障性可以較好地互補。基于客戶自由和匿名的需求，基于大額可轉讓存單存款的數字加密貨幣可以解決分布式支付網絡問題和數字貨幣的監管、信用和價值保障問題。但由于現實中貨幣替代成本高昂，該類技術運用于貨幣形態革命性改變還需要一定的時日;第三種技術雖然在商業防偽領域中前景看好，但由于其存在諸多同紙幣的不兼容特點，不適合作為紙幣的防偽技術運用到實際生活中。最終通過制造成本和社會成本的比較優勢，基于多光譜圖像的鑒偽技術將會是其中比較理想的新型錢幣鑒偽、防偽領域綜合運用方法，但對NCDs-based Bitcoin設計方案以及新型貨幣的出現，我們應給予更多的寄望。
光學防偽技術范文4
關鍵詞：全息術；干涉計量；全息存儲；顯示全息；模壓全息
我們看到的世界是三維的、彩色的，這是因為每個物體發射的光被人眼接受時，光的強弱、射向和距離、顏色都不同。從波動光學的觀點看，是由于各物體發射的特定的光波不同，光的特征主要取決于光波的振幅(強弱)，位相(同相面形狀)和波長(顏色)。如果能得到景物光波的完全特征，就能看到景物逼真的三維像，這就是全息術。全息術誕生到現在60年來取得了很大的進展，已被廣泛地應用于近代科學研究和工業生產中。
1 全息術的歷史和發展階段
1948年，丹尼斯?蓋伯提出一種記錄光波振幅和相位的方法，隨后用實驗證實這一想法，即全息術，并制成世界上第一張全息圖。蓋伯本來是為提高電子顯微鏡的分辨率而提出的設想，雖然未能用電子波證實其原理，但用可見光證實了。從第一張全息照片制成到20世紀50年代末期，全息圖制作具有以下共同特點：全息圖都是用汞燈作為光源；而且是所謂同軸全息圖，即物光和參考光在一條光路上得到的全息圖。這一時期的全息圖被稱為第一代全息圖，標志著全息術的萌芽。第一代全息圖存在兩個嚴重問題，一個是再現的原始像和共軛像分不開，另一個是光源的相干性太差。因此在這十多年中，全息術進展緩慢。
1960年激光的出現，提供了一種高相干度光源，為全息技術發展提供了可能。針對第一代全息技術出現的問題，利思和烏帕特尼克斯(1962)提出，將通信理論中的載頻概念推廣到空域中，用離軸的參考光與物光干涉形成全息圖，再利用離軸的參考光照射全息圖，使全息圖產生三個在空間互相分離的衍射分量，其中一個復制出原始物光。該方法被稱為離軸全息術，這是全息術發展的第二階段。第二代全息術解決了光源的問題，并且在立體成像、干涉計量檢測、信息存貯等應用領域中獲得巨大進展，但是激光再現的全息圖失去了色調信息。
科學家們開始致力于研究第三代全息圖到。這是用激光記錄，而用白光再現的全息圖，在一定的條件下賦予全息圖以鮮艷的色彩。第三代全息術已經在很多領域的到了應用，例如：像全息、反射全息、彩虹全息、模壓全息等。
激光的高度相干性，要求全息拍攝過程中各個元件、光源和記錄介質的相對位置嚴格保持不變，這也給全息技術的實際使用帶來了種種不便。于是，科學家們又回過頭來繼續探討白光記錄的可能性。第四代全息圖應該是白光記錄白光再現的全息圖，它將使全息術最終走出有防震工作臺的黑暗實驗室，進入更加廣泛的實用領域。
2 全息術的基本原理和特點
全息術是一種“無透鏡”的兩步成像法，它能在感光膠片上同時記錄物體的全部信息，即物體光的振幅和位相。全息照相過程分全息記錄和再現兩步：第一步稱為波前記錄(全息記錄)；第二步物體的再現(重現)。
波前記錄依據的是干涉原理，物光波和參考光波相干疊加而產生干涉條紋。干涉條紋的反襯度記錄了物光波前的振幅分布，干涉條紋的幾何特征(包括形狀、間距、位置)記錄了物光波前的位相分布。就是說，全息圖上的強度分布記錄了物光波的全部信息-振幅分布和位相分布，它們分別反映了物體的明暗和縱深位置等方面的特征。應當指出，任何感光底片都只能記錄振幅(或者說強度)的分布，而不能直接記錄位相分布，全息照相之所以能記錄位相分布，是利用了參考光波把它轉化成了干涉條紋的強度分布。假如沒有參考光波，或者它與物光波不相干，波前上的位相分布是不可能記錄下來的。
波前再現的理論依據是衍射原理，照明光波(再現光)經過全息圖衍射后出現一個復雜的光波場。全息圖的衍射波含有三種主要成分，即物光波(+1級衍射波)，物光波的共軛波(-1級衍射波)，照明光波的照直前進(零級衍射波)。在現代記錄和重現的全息照相裝置中，這三種衍射波在空間彼此分離，互不干擾，便于人們用眼睛或鏡頭去觀測物光波的虛像或其共軛波的實像。
全息術的原理決定了它所記錄的全息圖有下列特點：
(1)三維性――因為全息圖記錄了物光的相位信息，圖像具有顯著的視差特性，可以看到逼真的三維圖像。
(2)不可撕毀性――因為全息圖記錄的是物光與參考光的干涉條紋，所以具有可分割性。它被分割后的任一碎片都能再現完整的被攝物形象，只是分辨率受到一些影響。
(3)信息容量大――同一張全息感光板可多次重復曝光記錄，并能互不干擾地再現各個不同的圖像。
(4)全息圖的再現相可放大或縮小――因為衍射角與波長有關，用不同波長的激光照射全息圖，再現相就會發生放大或縮小。
3 全息術的主要應用及其發展方向
全息術經過60年的發展，已與計算機技術、光電技術以及非線性光學技術緊密結合，成為一種高新技術，擴展到醫學、藝術、裝飾、包裝、印刷等領域，在一些發達國家還興起了全息產業，并且正在形成日益廣闊的市場，實用前景非常可觀。本文介紹全息術中幾個應用較為廣泛、產業化較成熟的領域并說明其發展方向。
3.1 全息存儲
全息存儲是依據全息術的原理，將信息以全息照相的方式存儲起來，它利用兩個光波之間的耦合和解耦合，可以把信息存儲和信息之間的比較(相關)、識別，甚至聯想的功能結合起來，也就是可以把信息存儲和信息處理結合起來。用于全息信息存儲的記錄介質較多，可永久保存信息的全息圖用銀鹽干板、銀鹽非漂白型位相全息干板、光聚合物及光致抗蝕劑等；可擦除重復使用的實時記錄材料有光導熱塑料、有機或無機光折變材料等。全息存儲在存儲容量方面具有巨大的優勢，原因是：
(1)全息存儲具有存儲容量大的優勢。用感光干板作為普通照相記錄信息時，信息存儲密度的數量級一般為105bit/mm2；用平面全息圖存儲信息時，存儲密度一般可提高一個數量級達106bit/mm2；如果用體全息圖存儲信息時，存儲密度可高達1013bit/mm2。
(2)全息存儲具有極大的冗余性，存儲介質的局部缺陷和損傷不會引起信息丟失。
(3)全息存儲具有讀取速率高和能并行讀取的特點，每個數據頁可包含達1Mbit的信息，寫人一頁的時間在100ms左右，讀信息的時間可以小于100μs，而磁盤的尋址時間至少需要10ms。
當前，在世界范圍內掀起了全息存儲研究的熱潮，并取得很大的進展，其主要表現在：
(1)存儲容量迅速提高和性能不斷改善，并逐步走向實用化。例如，1994年美國加州理工學院在1cm3摻鐵妮酸銼晶體中記錄了1000幅全息圖，同年，斯坦福大學的一個研究小組把經壓縮的數字化圖像視頻數據存儲在一個全息存儲器中，并再現了這些數據而圖像質量無顯著下降。 1999年美國加州理工大學利用空-角復用技術，在同一塊在摻鐵鈮酸鋰晶體中存儲了26000幅全息圖。北京清華大學實現了在摻鐵妮酸鏗晶體中的同一空間位置記錄1500幅全息圖，并研制了具有緊湊結構的靈巧型全息存儲裝置。
(2)實用化的全息存儲系統逐漸推出。例如，1995年由美國政府高級研究項目局(ARPA )、IBM公司的Almaden研究中心、斯坦福大學等聯合成立了協作組織并在美國國家存儲工業聯合會(NS1C)支持下川，投資約7000萬美元，實施了光折變信息存儲材料(PRISM)和全息數據存儲系統(HDSS)項目，預期在5年內開發出具有容量為1T bit數據，存儲速率為1000MB/s的一次寫人或重復寫人的全息數據存儲系統。同樣的研究在法國、英國、德國和日本等國家也正在加緊進行。
近幾年來，光電子技術和器件取得了系列重大進展，為全息存儲器提供了所必要的高性能半導體激光器、液晶空間光調制器、CCD陣列探測器等核心元器件，全息存儲的理論和方法的發展使這項技術日趨成熟然而，美中不足的是全息圖的壽命問題尚待解決，雖然張澤明、謝敬輝等對Ce：Fe：LiNbO3晶體的全息存儲和熱定影進行了理論和實驗研究，從方法上給出了記錄角度越大，光柵周期越小，熱定影所需最小離子數密度越高，存儲系統的整體性能越好，但是目前還未解決的一個難題是尋找合適的記錄材料。無疑，這將成為全息存儲界研究的熱門課題。
3.2 顯示全息
顯示全息技術是在激光透射全息圖的基礎上來制作各種類型的全息圖，如白光反射全息圖、白光透射全息圖等，各種類型的顯示全息圖可用于舞臺布景、建筑、室內裝飾、投影等；再如，以動態顯示的全息技術、層面X射線照相術、3DCAD技術、3D動畫片、雷達顯示、導向和模擬系統等，每3年一次的顯示全息國際會議上都有全息界泰斗展出令人吃驚的全息圖，它們充分展示了全息技術創造性的魅力和藝術的美。
顯示全息目前主要有兩大類：第一類是Lippmann全息圖，制作方法有Denisyuk的單光束法和Benton的開窗法。第二類是S.A. Benton的彩虹全息圖，這是一種透射式顯示全息圖，可在白光照明下再現立體圖像，且圖像的顏色隨觀察的位置的變化而變化，從紅到紫如雨后彩虹而得名。隨著高質量記錄材料的發展，隨后的一些研究者和藝術家不斷追求更實用的拍攝技術，如假彩色編碼和真彩色反射全息圖等。美國光學學會主辦的《Applied Optics》和《Optics Letters》在20世紀80年代都有關于這方面的論文報道。由SPIE主辦的《Holosphere》和美國全息制造商協會主辦的《Holography News》以往和近年都不斷地報道有關顯示全息圖的最新制作技術和商業信息。但從這些報道情況來看，顯示全息存在不足主要表現在：
(1)視角范圍、圖像體積有限；
(2)沒有獲得特別有效的全息圖的計算方法；
(3)由于全息計算數量巨大，導致動態顯示異常困難?？朔陨喜蛔悖瑢⒖赡艹蔀轱@示全息研究的幾個熱點。
近年來，顯示全息技術掀起一場數字化變革，數字合成全息技術為全息三維顯示開辟了前所未有的應用前景。隨著計算機運行速度的提高和高分辨空間調制器件的發展，利用顯示全息的大視場、大景深、全視差、真彩色、可拼裝、價格低廉等特性，在不久的將來開發出真正意義的全息電影和全息電視，為顯示全息技術創造良好的商業前景。
3.3 模壓全息
模壓全息是1979年RCA公司為解決視頻標準件的全息拷貝而提出的，它是將全息術和電鍍、壓印技術結合起來，使全息圖的制作產業化，用白光再現時，可得到色彩鮮艷逼真的三維圖像，并可通過印刷方式大批量生產，使得它在許多領域得到廣泛的應用，以商品形式走向市場。模壓全息的制作主要分為三個階段：激光攝制原片全息圖；電成型制金屬模板；模壓復制。這三個階段生產工藝和技術要求都比較高，因此，模壓全息作為安全防偽首當其沖，是安全防偽技術的一個里程碑。正如全息圖的新奇性、強烈的視角效果、制作的難度以及易于應用在鈔票的包裝上，不能去除性、價格低廉、容易驗證等特點，使它很快占領了防偽領域。模壓全息是一種技術與藝術結合的高科技產品，無論在高檔商品促銷、名優商品的防假冒或在有價證券(如信用卡、鈔票、護照簽證)的防偽和加密以及圖書、印刷、印染、裝磺、紀念郵票和廣告標牌等都有采用模壓全息技術，并備受使用者青睞。
模壓全息出現于20世紀70年代，80年代中期已形成了一種產業，90年代達到了鼎盛時期。本世紀初，隨著防偽技術要求的不斷提高，模壓全息技術又有了新的突破：美國斑馬圖像公司推出了二維圖像的數字化采集和拍攝技術；2003年，蘇州大學研制成功并已批量生產“數碼激光全息照排系統”；同年，倪星元、張志華等成功研制了可替代傳統鍍鋁防偽薄膜的透明TiO2激光全息防偽薄膜。這些模壓全息的一個個技術突破，使防偽功能有了提高，讓激光全息防偽技術達到新的境界。
模壓全息產業在我國起步較晚，但發展速度迅猛，目前國內已有100多條模壓全息生產線。為了使模壓全息技術健康發展，我國模壓全息產業發展必須在三個方向上引起重視：首先是開拓全息燙金材料，取代金膜和銀膜，其次開發全息包裝材料，實現立體防偽包裝，第三個方向是模壓全息技術和現代印刷術相結合，體現傳統的美術效果和現代科技的藝術魅力。
3.4 全息干涉計量
全息干涉計量術是將不同物光，在不同的時間記錄在同一張全息干板上，然后利用全息術的空間波前再現原理，非接觸地對物體表面進行三維測量而獲得信息。全息干涉計量術是全息應用的一個重要方面，它能實現高精度非接觸性無損測量，比一般光學干涉計量有很多優點。一般光學計量只能測量形狀比較簡單、表面光度很高的零部件，而全息計量方法則能對任意形狀、任意粗糙表面的物體進行測量，測量精度為光波波長λ的數量級。目前，全息干涉計量術在方法上先后發展了實時全息干涉法(單次曝光法)、二次曝光全息干涉法、時間平均全息干涉法、雙波長干涉法以及雙脈沖頻閃全息干涉法，此外，J.A.Leendertz開辟了全息干涉計量術的另一個新的分支-激光斑紋計量術。隨著光電技術、計算機技術、CCD器件及光纖技術的飛速發展，使得全息干涉計量技術在信息采集和處理上更為方便、快捷和可靠，并得以在惡劣環境條件下對某些物理量進行定時測量。再加之相移技術、外差技術和鎖相技術等，可使測量精度提高到λ/100或更高。
全息干涉計量在20世紀80年代美國等西方先進國家已產業化，我國在20世紀80年代初有幾所大學和科研單位的研究項目通過鑒定，其中有些達到當時的先進水平。經過近幾年的開發和研制，我國在全息干涉計量測試設備方面主要發展有：
(1)用于測試火箭發動機噴霧化特性的YSCI型離子瞬態激光全息測試儀；
(2)用于激光熱核聚變稠密等離子體電子密度測量的SPQ-1型四分幅皮秒紫外線激光全息探測儀；
(3)包括記錄、再現、圖像處理三部分的瞬態激光全息干涉計量測試系統；
光學防偽技術范文5
關鍵詞：莫爾 光柵 位移
中圖分類號：TS853 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（c）-0078-02
1 莫爾效應簡介
莫爾效應（moiré effect）是當注視一組線或點與另一組線或點的疊層時的一種視覺效果，這兩組點或線在相對大小，角落或間距上不同。莫爾效應是幾個世紀以前法國絲綢工人發現給的奇怪的現象—兩塊疊合在一起的薄綢子在光線的照射下會產生絢麗的花紋。在日常生活中，莫爾效應可以在通過平常的紗窗看另一個紗窗或背景時被觀察到。莫爾條紋的產生實際是是光的衍射和干涉的總效果。
莫爾條紋演示（如圖1）。
2 莫爾條紋產生的前提，是光柵。
光柵是在一塊長條型（圓形）光學玻璃（或金屬）上均勻刻上許多寬度相等、間隔相同的高精度線紋，僅在1 mm的間隔內刻出50～200條線紋，而刻線精度可以達到在一米長度上僅有±3～5 um的刻線誤差，這種具有精密刻線的尺叫做光柵。光柵是可以形成透光與不透光相間排列的光電器件。光柵分為長光柵和圓光柵兩種。
莫爾條紋的形成。
當指示光柵（主光柵，是測量的基準）和主光柵（移動）的刻線相交一個微小的夾角θ時，光源照射光柵尺，由于擋光效應，兩塊光柵刻線的相交處形成暗帶，而在刻線彼此錯開處形成亮帶。在與光柵線紋大致垂直的方向上，產生出亮暗相間的條紋，這些條紋稱為“莫爾條紋”（如圖2）。
起初的時候，莫爾現象只是應用在裝飾方面，但隨著科學技術的發展，莫爾現象作為一種精確的檢測手段，逐漸應用于光電測量技術中，同時莫爾現象的應用給機械共享帶來深遠的影響，如印刷，防偽等方面。
3 莫爾條紋的組成方式有如下幾種
（1）相交疊合的兩直光柵。
（2）平行疊合的兩直光柵。
（3）兩相交圓光柵。
（4）一圓形光柵和一直光柵。
4 莫爾效應應用原理
（1）長光柵莫爾條紋：相鄰兩亮線（或暗線）間的間距，用W表示，則W如圖3。
長光柵莫爾條紋又分為如下三種形式。
①橫向莫爾條紋：由于兩光柵的柵線夾角θ很小，條紋近似與柵線的方向垂直。
②縱向莫爾條紋：當柵線的夾角θ=0，且兩光柵柵距不等時產生的莫爾條紋。
③光閘莫爾條紋：當柵線的夾角θ=0，且兩光柵柵距相等時產生的莫爾條紋。
（2）長光柵莫爾條紋的特征。
①位移放大作用。
相鄰兩條莫爾條紋間距B與柵距w及兩光柵夾角θ的關系為：
莫爾條紋間距放大了光柵間距，令k為放大系數，則：
結論如下。
θ越小，k越大，B越大。
②運動對應關系。
光柵移動一個柵距，莫爾條紋移動一個條紋間隔。
光柵改變運動方向，莫爾條紋隨之改變運動方向。
當移動的刻線數i和角度θ一定時，莫爾條紋間距B與移動距離x成正比，即：
③誤差的平均效應。
光電元件對光柵的柵距誤差具有平均消差作用。莫爾條紋由光柵的大量刻線形成，幾條刻線的柵距誤差或斷裂對莫爾條紋的位置和形狀影響甚微。能在很大程度上消除短周期誤差的影響。
（2）圓光柵的莫爾條紋。
計量圓光柵的系統結構和長光柵的結構類似，一般由黑白光柵副和光學系統、接收系統所組成。根據光柵柵線形狀的不同，圓光柵分為：圓形、直線形、徑向輻射光柵、切向光柵.由于各類圓光柵本身結構上的差別，使它們各自的莫爾條紋的形狀也各不相同。
圓光柵莫爾條紋具有的基本特性。
①莫爾條紋橫向性與縱向性。
②條紋寬度非定值空間角位移與條紋平移量關系非線性。
圓光柵莫爾效應的優點。
①信號強，信噪比高。
②可以進行高倍細分。
③不受高壓和溫度影響。
④系統結構簡單，穩定性高。
⑤測角方便，可測大角度，也可測小角度。
5 莫爾現象的應用
5.1 光柵傳感器
工作原理。
利用光柵的莫爾條紋現象實現幾何量的測量：將2快疊放在一起的光柵的相對移動或轉動產生的與之同步的移動或轉動的莫爾條紋信號，光柵的相對移動使透射光強度呈周期性變化，光電元件把這種光強信號變為周期性變化的電信號，并對信號進行處理，由電信號的變化即可獲得光柵的相對移動量。
特點如下。
數字式傳感器：能把被測的模擬量直接轉換成數字量。與模擬傳感器相比，數字式傳感器抗干擾能力強，穩定性強；易于微機接口，便于信號處理和實現自動化測量。大大提高了測量的精度。
由于光柵傳感器測量精度高、動態測量范圍廣、可進行無接觸測量、易實現系統的自動化和數字化，因而在機械工業中得到了廣泛的應用。
光柵傳感器通常作為測量元件應用于機床定位、長度和角度的計量儀器中，并用于測量速度、加速度、振動等。
5.2 三維形貌測量
在工業中，為了加快產品制造和確保產品質量，就要正確測量其三維形貌。各種三維形貌測量設備包括智能機器人、自動導引車輛障礙物檢測、模具尺寸測量、沖壓面板幾何檢查、應力/應變和振動的精確測量。此外，在線自動檢測與識別的問題可以轉換為物體的三維形貌檢測，例如：主體板油漆缺陷和凹痕檢查。
莫爾紋法可以分為面內和影像（離面）云紋法兩類。云紋技術的關鍵是兩面光柵（主光柵和參考光柵）生成等高條紋被CCD相機接收。由于CCD相機并不需要接收光柵本身，從而實現更高的分辨率。然而，如果參考光柵是由計算機生成的，如邏輯云紋法，相機必須接收主光柵。云紋技術相對于機構光技術，高的分辨率意味著實施的復雜性和高功率光源的需要。（1）克服環境擾動。（2）提高圖像采集速度。（3）利用相移的方法來分析條紋圖案（快拍和多圖像莫爾系統已被開發）。使用多相機或圖像分割法可以同時得到兩個或兩個以上不同的相移莫爾條紋。參考書目20提供了一些特別強調對噪聲和系統誤差函數來運的高速莫爾輪廓法。相移云紋法的典型測量范圍從 1 mm～0.5 m，具有1/10～1/100的分辨率。
5.3 防偽技術
莫爾條紋用于防偽印刷品有很好的防偽效果，已經被一些印刷企業采用，用UV油墨在所需防偽部件印刷莫爾條數標識，借助刻有線紋的解碼器（做成書簽的形式）可以清晰地看到莫爾條紋，從而使印刷品具備防偽功能。
現代莫爾條紋防偽印刷技術，可以通過多次印刷在印品上形成固定的莫爾條紋效果，即在防偽部位印刷一組條紋，用UV上光膜覆蓋，再在其上印刷與前一組相同并形成一定夾角的線紋，這樣不但可以形成莫爾條紋，還可以使放大鏡觀測到莫爾條紋，從而達到防偽的目的，也可以在印品上一次印刷，借助相匹配的解碼工具，在放大鏡下觀看活動的莫爾條紋效果；還可以通過特殊的專業設計，借助解碼器，將印刷品的莫爾條紋形成一個圖案，其防偽效果更佳。
6 結語
莫爾條紋在機床，儀器上應用廣泛，主要用于測量長度，角度，定位，還可實現軌跡控制，變形測試，三維輪廓測試方面，可以降低精密儀器的測量成本，在精密儀器的測量方面一直處于主導地位，因此我們需要深入研究莫爾條紋的細分方法，形成完備的理論體系，以提高光柵檢測分辨力和測量精度。
參考文獻
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光學防偽技術范文6
關鍵詞 全息技術 相干 參考光 物光
中圖分類號：TP703 文獻標識碼：A
1相關概念界定
全息攝影亦稱：“全息照相”，一種利用波的干涉記錄被攝物體反射（或透射）光波中信息（振幅、相位）的照相技術。全息攝影是通過一束參考光和被攝物體上反射的光疊加在感光片上產生干涉條紋而成。全息攝影不僅記錄被攝物體反射光波的振幅（強度），而且還記錄反射光波的相對相位。
當物體發射（發散或反射）的光波進入人眼時，由于光的強弱、射向、距離和顏色（波長）的不同，因此肉眼能夠識別物體的各自特征。從光波的觀點看，是由于各物體發射光波的振幅（強弱）、相位（等相面形狀）和波長（顏色）各不相同。如果物體實際不存在，但能得到物體的特定光波，仍然能夠看到物體逼真的像。
全息技術就是利用光的干涉和衍射原理，將物體發射的特定光波的振幅和相位以干涉條紋的形似記錄下來，并在一定的條件下使其再現，由于記錄了物體光波的全部（振幅和相位）信息，因此稱為全息術或全息照相。全息術使英國科學家丹尼斯.伽伯（Dennis Gabor）為了提高電子顯微境的分辨本領而提出的。他曾用汞燈作光源拍攝了第一張全息照片。其后，這方面的工作進展相當緩慢。直到 1960 年激光出現以后，全息技術才獲得了迅速發展，并相繼出現了許多的全息方法，并開辟了全息應用的新領域，成為光學的一個重要分支。全息術的法陣已經經歷了四代：第一代為全息的萌芽時代，使用汞燈激勵同軸全息圖；第二代使用激光記錄、激光再現原始像和共軛像分離的離軸全息圖；第三代是激光記錄白光再現的全息術，主要有反射全息、像全息、彩虹全息和合成全息等；第四代使多色光記錄白光再現的真彩色全息。全息術不僅可用于光波波段，也可用于電子波、X射線、微波和聲波等。
2全息照相的原理
人眼能夠識別物體的三維立體圖象，是借助物光波的主要特征參量――振幅、波長和相位對人體視覺的作用。光波的振幅反映了光的強弱，給人眼以物體明暗的感覺；光波的波長反映了光波的頻率，給人眼以色彩的感覺；光波的相位反映了光波等相位面的形狀，給人以立體的感覺。
全息照相的觀察原理。全息照片不同于普通照片，其底片不顯示物體的形象，而是干涉條紋疊加后的圖像。沖洗時只是改了不同部分的透光性。觀察時，需利用與拍照時同頻率的光的衍射原理。仍考慮相鄰的兩條紋a和b，此時二者為兩透光縫。由惠更斯-菲涅耳原理知：處于同一波陣面上的a、b可以當成子波波源，其強度皆為激光光源的強度。沿原來從物體上O點發來的物光的方向的兩束衍射光，由幾何知識知其光程差恰為%d。由發光點O在底片上各處造成的透光縫透過的光形成的衍射條紋會使人眼感到原來的O點處有一發光點O’。所有發光點的對應的衍射條紋會使人眼看到一個處于原來位置的完整的立體虛像。
3全息照相的特點
（1）全息照片衍射形成的立體虛像是一個真正立體的，當人眼換一個位置時，便可以看到物體的側面像，即物體上原來被擋住的部分也可以看到。
（2）即使是全息照片的一塊殘片，也可以看到整個物體的立體象。因為拍攝照片時，物體上的點發出的物光在整個底片上處處與參考光發生干涉，也就是說，在底片上處處都有某一點的記錄。
（3）在用光照射底片時，在與原來物光對稱方向的兩束光，其光程差也為%d，光線匯聚將會在O”處形成一實像。
4全息技術的應用
在全息照相的基礎上，全息技術還擴展到紅外、微波、超聲領域，進一步發展形成了全息干涉術、彩色全息、及彩虹全息和周視全息等新的全息技術。由于全息照相具有三維成像的特點，可重復記錄，而且，每一小塊全息底片都能再現物體的完整，其用途十分廣泛?？蓮V泛用于精密干涉計量、無損探傷、全息光彈性、微應變分析和振動分析等科學研究。利用全息干涉術研究燃氣燃燒的過程、機械件的振動模式、蜂窩板結構的粘結質量和汽車輪胎皮下缺陷檢查等已得到廣泛應用。全息照相用作商品和信用卡的防偽標記已形成產業，正在發展的全息電視還將為人類帶來一場新的視覺革命。
全息攝影在信號記錄、形變計量、計算機存儲、生物學和醫學研究、軍事技術等領域得到廣泛的應用。80年代初，法國全息攝影展在世界各地展覽，人們欣賞到了神奇莫測的全息攝影。墻頭上，看來明明伸出了一只水龍頭，舉手前去擰一下，結果是抓了個空；一只鏡框，里面沒有什么圖象，可是當一束光射過來，框里就出現一位美麗的姑娘，她緩慢地摘下眼鏡，正向人微笑致意；一只玻璃罩，里面空無一物，可是，在光的照射下，罩里馬上現出維納斯像；在鏡框上，玻璃罩內，圖象還在不斷地變換。
在我們的生活中，當然也常常能看到全息攝影技術的運用。比如，在一些信用卡和紙幣上，就運用了俄國物理學家尤里?丹尼蘇克（YuriDenisyuk）在20世紀60年明的全彩全息圖象技術制作出的聚酯軟膠片上的“彩虹”全息圖象。但這些全息圖象更多只是作為一種復雜的印刷技術來實現防偽目的，它們的感光度低，色彩也不夠逼真，遠不到亂真的境界。研究人員還試著使用重鉻酸鹽膠作為感光乳劑，用來制作全息識別設備。在一些戰斗機上配備有此種設備，它們可以使駕駛員將注意力集中在敵人身上。
把一些珍貴的文物用這項技術拍攝下來，展出時可以真實地立體再現文物，供參觀者欣賞，而原物妥善保存，防失竊，大型全息圖既可展示轎車、衛星以及各種三維廣告，亦可采用脈沖全息術再現人物肖像、結婚紀念照。小型全息圖可以戴在頸項上形成美麗裝飾，它可再現人們喜愛的動物，多彩的花朵與蝴蝶。模壓全息標識由于它的三維層次感，并隨觀察角度而變化的彩虹效應，以及千變萬化的防偽標記，再加上與其它高科技防偽手段的緊密結合，把新世紀的防偽技術推向了新的輝煌頂點。
綜上所述，全息照相是一種不用普通光學成象系統的錄象方法，是六十年展起來的一種立體攝影和波陣面再現的新技術。由于全息照相能夠把物體表面發出的全部信息（即光波的振幅和相位）記錄下來，并能完全再現被攝物體光波的全部信息，因此，全息技術在生產實踐和科學研究領域中有著廣泛的應用。例如：全息電影和全息電視、全息儲存、全息顯示及全息防偽商標等。
5全息照相實驗
漫反射式全息片的制作法是讓物光束和參考光束分別從照相底板的兩面進入乳膠層，如圖1所示，激光器發出的光經反射鏡打在乳膠層上作為參考光，透過分光鏡的部分光，經硬幣反射后與參考光在乳膠層處干涉，干涉條紋被記錄下來。
實驗步驟：開始實驗前，激光器預熱大約1小時。
擺好光路如圖1所示，為避免參考光太強，激光束要經過一次反光鏡后才打到干板上。
（1）預熱好后，關閉激光器，在暗環境下，放置好被測硬幣與干版。
（2）打開激光器，讓干版曝光45S后，關閉激光器。
（3）暗環境下，將底片置于30左右的清水中20S，再置于異丙醇中180S，作顯影及定影。
（4）用吹風機將底片吹干。
（5）觀察實驗結果。
實驗結果分析：經過第一周的實驗總結，吸取第一周實驗的教訓，再三設計好光路，嚴格控制曝光時間和水溫，持續用異丙醇沖洗直至有較明顯成像才用風筒吹干。成像結果雖可見，但不那么讓人滿意，像模糊。分析其原因有：（1）參考光比物光強，導致成像不清晰。（2）參考光與物光夾角過大，導致干涉成像范圍不集中。（3）水洗時間過短。（4）顯影定影時沖洗力度過猛。
參考文獻
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