一种隐藏式防伪标签曝光装置及制备方法

技术领域

本发明涉及光学防伪技术，具体涉及一种隐藏式防伪标签曝光装置及制备方法。

背景技术

目前市面上大部分商品都应用了防伪标签，防伪已经成为商品生产中不可或缺的一部分。防伪技术能够有效防止商品遭到伪造，减小不良商品流入市场的可能性，达到维护市场的目的。

现有技术中，通过光学成像来进行防伪标签的应用不是很多，常见的全息防伪商标虽然制造成本低廉，但是形式过于简单，防伪标签通常易于显现，很容易被仿冒。也存在基于发光油墨与传统低成本工艺制备透明防伪标签的方法，该标签中的油墨在980nm的激发下能够发光显形。但是这种标签仅在照射光的波长这一个维度具有选择性，防伪性能仍有进一步提高的空间。

发明内容

发明目的：针对现有技术所述现有防伪标签易于显现，容易被仿冒的缺陷，进一步提高全息防伪标签的防伪性能。本发明的第一目的是提供一种隐藏式防伪标签曝光装置，基于该装置，本发明的第二目的是提供一种隐藏式防伪标签的制备方法。

技术方案：一种隐藏式防伪标签曝光装置，所述装置包括激光发生器、分光结构、扩束结构、准直结构、光路传导结构和物体空间光调制器；所述的分光结构包括两个及以上分光镜，每个分光镜对应设置扩束结构和准直结构，

所述的激光发生器产生的激光束经分光结构得到两束及以上的相干激光，所述相干激光由扩束结构进行扩束，扩束后的相干激光由准直镜进行准直传输，经光路传导机构进行反射传输，以其中一束光设定为参考光，其他光束为物光，物光中一束激光光束经过物体空间光调制器后形成带有防伪信息的发散光束。

进一步的，所述的分光结构包括两个及以上的分光镜，所述的分光镜设置于激光束的传输路径上，所述分光结构包括激光束的透射和反射。

进一步的，所述的激光发生器数量对应分光镜数量设置。

更进一步的，激光发生器产生的激光束经过分光镜一后垂直向上传输，在垂直向上的激光束传输路径上平行设置分光镜。

所述的参考光由光路传导结构中的反射镜进行反射，且垂直向下反射至物体空间光调制器。

更进一步的，所述的物体空间光调制器或为成像实物，或带有物体相位信息的计算全息图。

基于上述的一种隐藏式防伪标签曝光装置，本发明还提供一种隐藏式防伪标签制备方法，该方法包括如下步骤：

(1)通过激光发生器产生记录用激光束，通过分光镜得到两束及以上相干激光，并且经过扩束和准直，得到包含角度信息和强度信息的物光和参考光；

(2)选定参考光，并调整设定物光属性信息，包括物光的波长选择性范围、角度选择性范围、传输路径信息和反射至物体空间光调制器的入射角度信息；

(3)将参考光直接照射在全息记录材料的一侧；通过光路传导结构将一束物光照射到参考光的同侧，物光与参考光共同曝光得透射式光栅，引入角度选择性；通过光路传导结构将一束物光照射到参考光的异侧，与参考光共同曝光得反射式光栅，引入波长选择性；通过光路传导结构将一束物光通过物体空间光调制器，形成带有防伪信息的物光，在全息记录材料另一侧与参考光进行干涉形成防伪全息图；

(4)可设计激光发生器、分光及扩束结构、准直结构以及光路传导结构的相对位置关系，实现在一块全息记录材料中同时记录透射式全息光栅、反射式全息光栅和防伪全息图，形成隐藏式防伪标签，或通过分步在一块或三块不同的全息记录材料上分别获得透射式光栅、反射式光栅、全息图，将三块不同的全息记录材料叠加，得到隐藏防伪标签。

进一步的，所述的全息记录材料可以为重铬酸盐明胶、卤化银乳胶、光致聚合物、光折变晶体等。

在所述方法中，步骤(1)所述的分光镜对相干激光反射后，平行传输。

更进一步的，所述全息图、透射和反射光栅的参考光均为垂直入射的，入射角度一样。

有益效果：与现有技术相比，本发明结合激光发生器、分光结构、扩束结构和光路传导结构形成包括物光和参考光的相干光束，物光通过物体空间光调制器产生防伪信息，使参考光和带有防伪信息的物光在全息记录材料层产生干涉形成防伪全息图，在防伪全息图上引入反射型和透射型光栅的波长及角度选择性，使防伪标签在特定波长和角度范围内才能显现，大大增加了防伪便签的隐藏性，具有较强的防伪功能。另一方面，本发明为提高防伪性能，采用较为复杂的可产生全相位光学信息的全息图，但是曝光装置中光学器件简单，较为容易实现，实现的成本较低。

附图说明

图1为实施例1中一次完成隐藏防伪标签制备的光路示意图；

图2为实施例2中制备全息图的光路示意图；

图3为实施例2中制备透射式全息光栅的光路示意图；

图4为实施例2中制备反射式全息光栅的光路示意图；

图5为实施例3中制备全息图的光路示意图；

图6为实施例3中制备透射式全息光栅的光路示意图；

图7为实施例3中制备反射式全息光栅的光路示意图；

图8为本发明实施例3中隐藏防伪标签结构示意图。

1、激光发生器，2、分光镜一，3、分光镜二，4、分光镜三，5、分光镜四，6、扩束镜一，7、扩束镜二，8、扩束镜三，9、扩束镜四，10、准直镜一，11、准直镜二，12、准直镜三，13、准直镜四，14、反射镜一，15、反射镜二，16、反射镜三，17、反射镜四，18、反射镜五，19、物体空间光调制器，20、全息记录材料。

具体实施方式

为了详细的说明本发明所公开的技术方案，下面结合说明书附图做进一步的阐述。

首先，本发明提供的是一种隐藏式防伪标签曝光装置，所述装置包括激光发生器、分光结构、扩束结构、光路传导结构、物体空间光调制器和全息记录材料。

激光发生器用于产生激光束，经分光结构得到两束及以上的相干激光，相干激光由扩束结构进行扩束，扩束后的相干激光由准直镜进行准直传输，经光路传导机构进行反射传输，以其中一束光设定为参考光，其他光束为物光，物光中一束光束经过物体空间光调制器后形成防伪信息图。

实施例1

具体来说，激光发生器1作为激光源，产生激光束。在实际应用中，激光器的数量可以根据实际需要做调整，设置为一个或若干个，如图1所示的采用一个激光发生器，也可以设置为多个，且采用相同的功率、型号的激光发生器。设置多个时候，包括根据分光结构中的分光镜个数设置，分别对应，激光束由分光镜直接形成一组平行传输的相干激光。进一步的指出，为了提高防伪效果，激光发生器可设置不同的功率，以此得到不同属性的相干激光，若存在激光束反射至临近的分光镜等，则进一步的提升防伪能力，与本发明所述内容原理相同，不做赘述。

对于分光结构，由两个及以上的分光镜组成，如图1所示，图中包括分光镜一2、分光镜二3、分光镜三4和分光镜四5，激光发生器1产生的激光束传输至分光镜四5时，由分光镜四5引出一束相干激光，进而由扩束镜四9进行扩束，进而由准直镜四13准直，得到平行传输的相干激光。再以分光镜一2、扩束镜一6、准直镜一10，分光镜二3、扩束镜二7、准直镜二11，以及分光镜三4、扩束镜三8、准直镜三12所得到的三束相干平行传输激光作为物光，其中以分光镜一2、扩束镜一6、准直镜一10所得到的相干平行传输激光需经过反射镜16反射后向物体空间光调制器19传输，以获得带有相位信息的防伪图，最终由反射镜三17反射到全息记录材料20，另外两束物光由反射镜一14和反射镜二15、反射镜五18以特定角度反射到全息记录材料20，由反射镜一14、反射镜二15、反射镜五18和反射镜四17反射的三束物光最终与准直镜四13准直后得到的参考光在全息记录材料20中发生干涉曝光，得到隐藏式防伪标签。

在上述的装置中，扩束结构包括扩束镜一6、扩束镜二7、扩束镜三8和扩束镜四9，准直结构包括准直镜一10、准直镜二11、准直镜三12、准直镜四13；光路传导结构包含反射镜一14、反射镜二15、反射镜三16、反射镜四17、反射镜五18；用于产生计算机图片或实物相位信息的物体空间光调制器19；用于记录全息光栅和防伪全息图的全息记录材料20。

下面结合本发明所述装置，阐述该装置的结构、应用和本发明所述的方法。

如图1所示为一种可单次完成隐藏式防伪标签制备的曝光光路示意图，基于本发明所述装置，本实施例展示了一种制备隐藏式防伪标签的光路结构，包括激光发生结构、分光及扩束结构、光路传导结构、用于产生计算机图片或实物相位信息的物体空间光调制器19、全息记录材料20。

制备过程通过同一光路结构一次完成，为便于说明，将制备方法分为五步：

第一步，通过激光发生结构、分光及扩束结构，得到四束扩束后的相干光，其中一束为参考光，其余三束为物光。

第二步，将参考光直接照射在全息记录材料20的一侧。

第三步，通过光路传导结构将一束物光照射在参考光的同侧，制备出透射式体光栅，引入角度选择性。

第四步，通过光路传导结构将另一束物光照射在参考光的异侧，制备出反射式体光栅，引入波长选择性。

第五步，通过光路传导结构将最后一束物光，照射在用于产生计算机图片或实物相位信息的物体空间光调制器19上，并将反射光照射到参考光的异侧，制备出全息图，引入防伪图像。

上述反射镜均用于调整激光方向，满足第三、四、五步的光路需求。

实施例1中，所述物体空间光调制器19用于提供实物或全息图的相位信息，且，所述全息记录材料20用于记录防伪全息图及反射式、透射式全息光栅。

具体的，由于体全息光栅的角度、波长选择性随其厚度的增加而增加，所述全息记录材料的厚度为10-15um厚。

实施例2：

如图2、3、4所示，本实施例提供了一种隐藏式防伪标签的曝光装置及制备方法，包括激光发生器、分光及扩束结构、光路传导结构、用于产生计算机图片或实物相位信息的物体空间光调制器19以及全息记录材料20。

制备方法包含三步，三步所用激光发生结构相同，所用全息记录材料20为同一块：

第一步，如图2所示，通过激光发生器1，分光镜一2、扩束镜一6以及准直镜一10，分光镜四5、扩束镜四9以及准直镜四13，分别得到两束扩束后的相干光，其中一束为参考光，另一束为物光。参考光通过扩束镜三9及准直镜三13，直接垂直照射在全息记录材料20的一侧，通过反射镜三16将物光照射在基于计算机图片或实物的物体空间光调制器19上生成防伪信息，经过反射镜四17反射后，照射在全息记录材料20的另一侧，制备出防伪全息图。

第二步，如图3所示，改变原反射镜位置，通过激光发生器1、分光及扩束准直结构，得到两束扩束后的平行传输相干激光，其中一束为参考光，另一束为物光。通过光路传导结构，将参考光直接照射在全息记录材料20的一侧，将物光照射在全息记录材料20的同侧，制备出透射式体光栅，引入角度选择性。

第三步，如图4所示，改变原反射镜位置，通过激光发生结构、分光及扩束准直结构，得到两束扩束后的平行传输相干激光，其中一束为参考光，另一束为物光。通过光路传导结构，将参考光直接照射在全息记录材料的一侧，将物光照射在全息记录材料的异侧，制备出反射式体光栅，引入波长选择性。

上述三步可前后更改顺序，仅需调整反射镜等器件位置。

所述激光发生器用于生成曝光用激光。

所述分光镜均用于将生成的激光分为两束相干激光。

所述扩束镜均用于将分光后的激光扩束，使激光满足曝光所需直径。

所述准直镜均用于将扩束后的激光准直。

所述反射镜均用于调整激光方向，满足制备方法中第三、四、五步的光路需求。

所述防伪信息图用于提供全息图的原始信息。

所述全息记录材料用于记录全息图及全息光栅。

实施例3：

如图5、6、7、8所示，本实施例提供了一种隐藏式防伪标签的曝光装置及制备方法，包括激光发生器、分光及扩束结构、光路传导结构、用于产生计算全息图或实物相位信息的物体空间光调制器19、全息记录材料20-1、20-2、20-3。

制备方法包含四步，三步所用激光发生结构相同，但使用三块不同的全息记录材料：

第一步，如图5所示，通过激光发生器1、分光及扩束准直结构，得到两束扩束后的相干光，其中一束为参考光，另一束为物光。通过光路传导结构，将参考光直接照射在全息记录材料20的一侧，将物光照射在用于产生计算机图片或实物相位信息的物体空间光调制器19上生成防伪信息，并照射在全息记录材料20-1的另一侧，制备出全息图。

第二步，如图6所示，改变原反射镜位置，通过激光发生器1、分光及扩束结构，得到两束扩束后的相干光，其中一束为参考光，另一束为物光。通过光路传导结构，将参考光直接照射在全息记录材料的一侧，将物光照射在全息记录材料20-2的同侧，制备出透射式体光栅，引入角度选择性。

第三步，如图7所示，改变原反射镜位置，通过激光发生结构、分光及扩束准直结构，得到两束扩束后的平行传输相干激光，其中一束为参考光，另一束为物光。通过光路传导结构，将参考光直接照射在全息记录材料20-3的一侧，将物光照射在全息记录材料的异侧，制备出反射式体光栅，引入波长选择性。

上述三步可前后更改顺序，仅需调整反射镜等器件位置。

第四步，如图8所示，将第一步、第二步、第三步制得的全息记录材料全息记录材料20-1、20-2、20-3叠加，得到隐藏防伪标签。

所述激光发生器用于生成曝光用激光。

所述分光镜均用于将生成的激光分为两束相干激光。

所述扩束镜均用于将分光后的激光扩束，使激光满足曝光所需直径。

所述准直镜均用于将扩束后的激光准直。

所述反射镜均用于调整激光方向，满足制备方法中第三、四、五步的光路需求。

所述防伪信息图用于提供全息图的原始信息。

所述全息记录材料用于记录全息图及制备体全息光栅。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征等同替换所组成的技术方案。本发明的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。