来源:广州全通印刷厂 | 发布日期: 2020-09-21 18:15
全息立体印刷是把由激光照相形成的干涉条纹,变换为立体图像并显现于特定承印物上的复制技术,它是以全息照相为基础发展起来的一种新的立体印刷技术。全息立体印刷主要应用于广告的立体显示、资料的储存、包装装潢、防伪技术、书刊、杂志以及日常生活中各种证卡等领域。
全息图像有如下特征。
(1) 立体性 记录在底片上的干涉条纹形成的图像具有独特的立体视觉效果。
(2)储存性 大约在10左右的倾斜角上就可记录一页的资料,一张全息图用的底片可记录360页以上的资料,这对于图书资料的储存与管理带来极大的方便。
(3)保密、防伪性 全息图像有白光显像型和激光显像型两种。激光显像型必须在激光照射下才能呈现出全息图像,否则无法看到任何图像,因此,可作为保密性文件及防伪商标使用。
一、国内出版物及广告宣传资料
全息照相是全息立体印刷的基础,它是既能记录光波的振幅信息,又能记录光波的相位信息的一种照相方法。眼睛能看到各种物体是由于物体在光的照射下,各自发射的光波特性,包括光波的振幅、相位和波长,给予人们不同的视觉效果。如果物体本身并不存在,但能得到物体的特定光波,那么也就会看到物体的逼真图像,这就是全息照相的理论精髓,显然它所得到的底片与普通立体摄影的底片不同。在立体照片上若用单眼观看,得不到立体感;而全息照相的底片用一只眼看,立体效果丝毫不受影响。
1、光的干涉现象。
如图所示,用1个单色点光源S,同时照亮彼此相距很近的小孔S1、S2,在距小孔一定距离处放置接收屏M,M上便可观察到明暗相间的条纹。若把Sl、S2看做两个单独的光源,即同时发出两列振动方向相同、频率相同的单色光波,两束光波在接收屏M上相遇叠加,由于两光波在叠加区的光强度不是均匀分布的,故叠加后会出现极大值和极小值,这种在叠加区呈现强度稳定的强弱分布现象称为光的干涉现象。
能产生干涉现象的两列光波称为相干波。两列光波相干的条件是:其频率相同,振动方向一致,并有恒定的相位差。因此只有能发出相干光波的光源才称为相干光源。激光是相干性极好的光源,而白炽灯、溴钨灯及脉冲氙灯等是非相干光源。
事实上,产生相干现象的还有薄膜干涉和多光束干涉等,如在水面上的油膜、肥皂泡,人们有时观察到的彩色条纹就是自然光在薄膜的上、下表面相互叠加而产生的薄膜干涉现象。多束光干涉的条纹锐度较大,有利于提高干涉计量的精度。
2、激光。
激光是利用辐射的受激发射放大的光,是全息照相的主要光源,因此,全息照相又称为激光照相。
激光自从20世纪60年代初出现,70年代应用于印刷,作为工作物质,从第一台红宝石激光器开始不断发展,已有固体、气体、液体、半导体和染料等激光器。激光发射谱线分布在很宽的波长范围内,可在200~l000nm之间选择,其中包括可见光、近红外及红外各个波段。激光器的输出功率,低至几微瓦,高达几太瓦,而且目前激光器的输出功率还在大幅度提高。激光之所以用于照相,是其具有以下几个重要的特点。
(1)方向性激光极其均匀、平行、发散角很小,一般为毫弧度数量级,具有良好的方向性,因此能量集中、亮度高、空间功率密度大。例如,He-Ne激光器发射波长632. 8nm,功率10mW,发散角为0.001弧度时,则该激光器发光面的光亮度为地面所见到的太阳光亮度的400多倍。
(2)单色性 指激光的单波长性能。激光仅有一个波长或数个有选择的波长,这就保证了所有的能量集中在一个特别的波长上,如He-Ne激光器的谱线宽度仅为10 -9 nm。
(3)相干性 指激光在时间和空间以同样的频率和相位进行振动,所有的光波同时、同地到达最高值和最低值。普通光源的各发光中心是相互独立的,它们之间基本上没有位相相关关系,不能相干,而对于激光来说,各发光中心是相关的,其相干长度达数十米甚至数百米。
制版用激光器的种类及主要输出特征如表所示。
3.全息照相原理
全息照相是利用光的干涉原理,将反映物体光波的特定光波,以干涉条纹的形式用两束相干光源在介质上记录下来,并在一定条件下使其再现物体的立体图像。
如图所示,首先由分光器2将激光发生器1发射的光一分为二。一束光通过被拍摄物7照在记录介质6上,该光为物光;另一束直接照在记录介质6上,该光为参考光。由于两束光的光波特征不同,所以两束光在记录介质6上汇合时,就如同两个涟漪随扩散而相组合的情形,形成相长干涉和相消干涉。相长干涉和相消干涉叠合在一起构成干涉条纹。这种特征不同的两束光波在记录介质上形成的干涉条纹,经显影后则构成复杂的全息图像,当用激光照射时,就可再现物体的立体图像。
4.全息照片的显示
由于全息照相所获得的底片只能在恢复原来拍摄条件时才可看到立体图像,这很不方便,为了在白光下也能观看到全息照片的图像,或真正供印刷复制所用,还应经过适当处理。目前,主要显示方法有以下三种:
(1) 李普曼全息照片;
(2) 彩虹全息照片;
(3) 全息立体照片。
李普曼全息照片是体积全息照片,其特点是记录下来的干涉条纹在感光材料内部形成层状结构,因此,不能作为印刷复制原稿使用。而彩虹全息照片和全息立体照片属于二维干涉条纹的记录方式,可将干涉条纹的浓淡层次置换成表面凹凸形状的浮凸全息图像,故可供印刷使用。
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