CN110908264A - 利用超短脉冲激光直写全息防伪图案的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种利用超短脉冲激光直写全息防伪图案的方法，包括以下几个步骤：第一步，根据傅里叶变换，通过MATLAB或C语言编程，由计算机根据已知的物函数计算出全息图的透射率函数；第二步，将工件固定于计算机操纵的三维平台上，以实现工件在XYZ三个自由度的运动；第三步，将由超短脉冲激光器发出的激光经过显微物镜聚焦到工件表面，调节好激光聚焦参数，计算机根据计算出来的全息图的坐标值，驱动三维平台的运动；第四步，根据计算好的全息图坐标值，驱动三维平台的运动程序移动，通过超短脉冲激光选择性烧蚀作用在材料表面写下全息防伪图案的信息；第五步，利用读出光照射写好的全息防伪图案将物函数再现出来。
Description
技术领域
本发明涉及一种写全息防伪图案的方法；更具体的来说是涉及一种利用超短脉冲激光直写全息防伪图案的方法。
背景技术
计算全息是将计算机技术与光学全息技术相结合，利用计算机计算出物光波在全息平面上的光场分布，在计算机控制下将全息图的透过率变化在成图设备上成图。通常，全息防伪图案采用大规模集成电路工艺来制备，需要复杂的光刻，离子束刻蚀，紫外曝光等流程。大部分的流程对环境要求极其严格而且工艺时间长，成本高。
近年来，由于超短脉冲激光能够取得高质量、无损的材料处理而受到人们的极大关注。超短脉冲激光脉冲能在极短的时域，以极高的峰值功率与材料相互作用，可以极快地在激光照射部位注入能量，即使是热扩散较快的金属材料也能提高加工精度。目前，超短脉冲激光精密加工在许多领域得到了应用，如超短脉冲激光修复光刻掩模，超短脉冲激光加工金属筛孔，超短脉冲激光精密钻孔等。但是还未发现将超短脉冲激光用于材料表面刻写制备全息防伪图案的技术公开(目前本行业还没有采用脉冲激光刻写全息防伪图案的技术吗？为何？实现该技术的难点是？如第一段所述，超短脉冲激光可以克服传统工艺复杂、费时、成本高的缺点，我们较早的利用了超短脉冲激光的优势)。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的问题与不足，本发明提供一种操作简便、效率高、防伪效果好的直写全息防伪图案的方法。
技术方案：利用超短脉冲激光直写全息防伪图案的方法，其特征在于：包括以下几个步骤：
第一步，根据傅里叶变换，通过MATLAB或C语言编程，由计算机根据已知的物函数计算出全息图的透射率函数；
第二步，将工件固定于计算机操纵的三维平台上，以实现工件在XYZ三个自由度的运动；
第三步，将由超短脉冲激光器发出的激光经过显微物镜聚焦到工件表面，调节好激光聚焦参数，计算机根据计算出来的全息图的坐标值，驱动三维平台的运动；
第四步，根据计算好的全息图坐标值，驱动三维平台的运动程序移动，通过超短脉冲激光选择性烧蚀作用在材料表面写下全息防伪图案的信息；
第五步，利用读出光照射写好的全息防伪图案将物函数再现出来。
本发明进一步优选的技术方案为：在所述第一步中，是通过计算机计算物函数的全息透过率函数，将全息平面上光波的复振幅分布编码成全息图的透过率变化。
优选的，所述超短脉冲激光器发出的激光的波长为800nm、脉宽150fs、重复频率200kHz，或波长800nm、脉宽200fs、重复频率1kHz，或波长1064nm、脉宽300fs、重复频率10kHz。
优选的，所述工件为镀有金属薄膜的石英玻璃或者硅片。
优选的，还包括超短脉冲激光器、聚焦物镜以及由计算机控制的三维工作台；三维工作台用的是Prior Scientific H101F。
有益效果：与现有技术相比，本发明所提供的利用本发明方法制备的金属防伪图案具有下列优点：(1)不需要掩模；(2)不需要对基底材料进行前后处理；(3)可以一次实现透射和反射全息图的制备。
附图说明
图1为超短脉冲激光直写装置图。
图2超短脉冲激光在金属薄膜上写好的全息防伪图案。
图3为图2全息图的透射再现图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。
实施例1
如图1-3所示，本实施例提供一种利用超短脉冲激光直写全息防伪图案的方法，主要包括以下几个步骤：
第一步，根据傅里叶变换，通过MATLAB或C语言编程，由计算机根据已知的物函数计算出全息图的透射率函数；
第二步，将镀有金属薄膜的石英玻璃工件5固定于计算机7操纵的三维平台6上，以实现工件在XYZ三个自由度的运动；
第三步，将由超短脉冲激光器1发出的波长1064nm、脉宽300fs、重复频率10kHz、烧蚀阈值功率0.8mW的激光3经过显微物镜4聚焦到金属薄膜表面，调节好激光聚焦参数，使之刚好达到薄膜材料的烧蚀阈值，计算机计算出字符串“SIOM”的全息防伪图案信息的坐标值，并驱动三维平台6的运动；
第四步，根据计算好的全息图坐标值，驱动三维平台的运动程序移动，通过超短脉冲激光选择性烧蚀作用在金属薄膜材料表面写下全息防伪图案的信息；
第五步，利用读出光照射写好的全息防伪图案将物函数再现出来；将一束激光照射写好的全息防伪图案，得到的再现信息；将全息图与读出光成一定角度放置，则可以得到透射的再现像。
作为优选，在第一步中，通过计算机计算物函数的全息透过率函数，可以将全息平面上光波的复振幅分布编码成全息图的透过率变化。
作为优选，在第二步中，利用超短脉冲激光可以取得高质量材料表面加工质量，通过调整激光聚焦参数，得到最佳的加工效果。
作为优选，三维平台在计算机的控制下，按计算好全息信息移动，超短脉冲激光做为刻写工具，按指令选择性的烧蚀掉材料表面，将全息信息写到材料上。
实施例2
本实施例的方法与实施例1基本相同，不同之处主要在于工件材料，本实施例是将石英玻璃工件置于计算机控制的三维工作台上，令由超短脉冲激光器发出波长800nm、脉宽200fs、重复频率1kHz、烧蚀阈值功率1mW的激光经聚焦物镜聚焦到玻璃表面，调节激光参数，使之刚好达到石英玻璃的烧蚀阈值。计算出字符串“TRIZ”的全息防伪图案信息，在计算机控制下，移动三维平台，则在玻璃表面由超短脉冲激光写下了全息防伪图案。将一束激光照射到玻璃表面写好的全息防伪图案，得到的再现信息。
实施例三
本实施例的方法与实施例1也基本相同，不同之处主要在于工件材料，本实施例是将硅片工件置于计算机控制的三维工作台上，令由超短脉冲激光器发出的波长800nm、脉宽150fs、重复频率200kHz、烧蚀阈值功率100mW激光经聚焦物镜聚焦到硅片表面，调节激光参数，使之刚好达到硅片的烧蚀阈值。计算出字符串“LASER”的全息防伪图案信息，在计算机控制下，移动三维平台，则在硅片表面由超短脉冲激光写下了全息防伪图案。将一束激光照射到硅片表面写好的全息防伪图案，将全息图与读出光成一定角度放置，则可以得到反射的再现像。
以上实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.利用超短脉冲激光直写全息防伪图案的方法，其特征在于：包括以下几个步骤：
第一步，根据傅里叶变换，通过MATLAB或C语言编程，由计算机根据已知的物函数计算出全息图的透射率函数；
第二步，将工件固定于计算机操纵的三维平台上，以实现工件在XYZ三个自由度的运动；
第三步，将由超短脉冲激光器发出的激光经过显微物镜聚焦到工件表面，调节好激光聚焦参数，计算机根据计算出来的全息图的坐标值，驱动三维平台的运动；
第四步，根据计算好的全息图坐标值，驱动三维平台的运动程序移动，通过超短脉冲激光选择性烧蚀作用在材料表面写下全息防伪图案的信息；
第五步，利用读出光照射写好的全息防伪图案将物函数再现出来。
2.根据权利要求1所述的利用超短脉冲激光直写全息防伪图案的方法，其特征在于：在所述第一步中，是通过计算机计算物函数的全息透过率函数，将全息平面上光波的复振幅分布编码成全息图的透过率变化。
3.根据权利要求2所述的利用超短脉冲激光直写全息防伪图案的方法，其特征在于：所述超短脉冲激光器发出的激光的波长为800nm、脉宽150fs、重复频率200kHz，或波长800nm、脉宽200fs、重复频率1kHz，或波长1064nm、脉宽300fs、重复频率10kHz。
4.根据权利要求2所述的利用超短脉冲激光直写全息防伪图案的方法，其特征在于：所述工件为镀有金属薄膜的石英玻璃或者硅片。
5.根据权利要求1-4任一项所述的利用超短脉冲激光直写全息防伪图案的方法，其特征在于：所述方法采用的三维工作台是Prior Scientific H101F。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111673271A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-09-18 | 南京萃智激光应用技术研究院有限公司 | 一种利用飞秒激光制备纳米带的方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1493429A (zh) * | 2003-08-22 | 2004-05-05 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 飞秒倍频激光直写系统及微加工方法 |
| CN205193439U (zh) * | 2015-11-26 | 2016-04-27 | 宁波大学 | 硫系光纤光栅的飞秒激光全息光刻装置 |
| CN108241278A (zh) * | 2016-12-26 | 2018-07-03 | 上海盟云移软网络科技股份有限公司 | 一种计算全息图的制作和再现方法 |
| EP3549712A1 (en) * | 2016-12-02 | 2019-10-09 | Think Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing transfer mold roll having fine periodic structure and transfer mold roll |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1493429A (zh) * | 2003-08-22 | 2004-05-05 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 飞秒倍频激光直写系统及微加工方法 |
| CN205193439U (zh) * | 2015-11-26 | 2016-04-27 | 宁波大学 | 硫系光纤光栅的飞秒激光全息光刻装置 |
| EP3549712A1 (en) * | 2016-12-02 | 2019-10-09 | Think Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing transfer mold roll having fine periodic structure and transfer mold roll |
| CN108241278A (zh) * | 2016-12-26 | 2018-07-03 | 上海盟云移软网络科技股份有限公司 | 一种计算全息图的制作和再现方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 吴青: "《自然科学与高新技术》", 30 June 2009 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111673271A (zh) * | 2020-06-16 | 2020-09-18 | 南京萃智激光应用技术研究院有限公司 | 一种利用飞秒激光制备纳米带的方法 |
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