способ получения радужных голографических изображений

Формула изобретения

Способ получения радужных голографических изображений, заключающийся в том, что изготовляют радужную голограмму дискретного набора волновых полей, несущих информацию о нескольких фазах движения объекта, тиражируют полученную голограмму на тонкопленочные носители, которые наносят затем на защищаемые от подделки документы, отличающийся тем, что действие аберраций оптических систем, записываемых на голограмму в качестве объекта, визуализируют при помощи тест-объектов: объектов-транспарантов, или диафрагм, или решеток, голограмму записывают последовательными экспозициями и между ними смещают в горизонтальном направлении отверстие в непрозрачном экране, предназначенном для экранировании линзы, обладающей аберрациями.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технической физике и предназначено для защиты от подделки ответственных документов и ценных бумаг, применения в рекламе и прикладном искусстве на основе голографии.

Известен способ-аналог получения радужных голографических изображений, заключающийся в том, что оптическим методом изготовляют голограмму, после чего тиражируют полученную голограмму на тонкопленочные носители, которые наносят затем на защищаемые от подделки документы [1].

Недостатком способа-аналога является сравнительная простота подделки изготовленных в соответствии с ним голограмм на современном уровне даже в небольших частных предприятиях.

Известен способ-прототип получения радужных голографических изображений, заключающийся том, что методом электронной фотолитографии изготовляют голограмму дискретного набора волновых полей, несущих информацию о нескольких фазах движения объекта, тиражируют полученную голограмму на тонкопленочные носители, которые наносят затем на защищаемые от подделки документы. При смещении положения головы наблюдателя, смотрящего на голограмму, в его глаза попадают изображения объекта в различных фазах его движения, что воспринимается наблюдателем как дискретное движение восстановленного изображения [2].

Способом-прототипом изготовляют голограммы, восстанавливающие большее, по сравнению с аналогом, число изображений объектов типа тонких линий - траекторий круговых или эллиптических орбит либо узоров. Подделать такие голограммы значительно сложнее, чем описанные выше.

Недостатком способа-прототипа являются высокая стоимость необходимого оборудования и сложность его эксплуатации.

Сущность изобретения состоит в том, что в способе получения радужных голографических изображений, заключающемся в том, что изготавливают радужную голограмму дискретного набора волновых полей, несущих информацию о нескольких фазах движения объекта, тиражируют полученную голограмму на тонкопленочные носители, которые наносят потом на защищаемые от подделки документы, действие аберраций оптических систем, записываемых на голограмму в качестве объекта, визуализируют при помощи тест-объектов, например объектов-транспарантов, диафрагм или решеток.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется фиг. 1 и 2. На фиг. 1 показан один из вариантов получения голограммы согласно предложенному способу. Обозначения на фиг. 1 по ходу распространения освещающего излучения 1: 2 - линза, обладающая аберрациями (типа конденсорной), 3 - непрозрачный экран с перемещающимся в горизонтальном направлении отверстием 4, 5 - вспомогательный тест-объект, 6 - фотография-транспарант визуализированного (позитивного) изображения операций, 7 - регистрирующая среда для получения голограммы, 8 - сходящееся опорное волновое поле. На фиг.2 показана схема восстановления изображения одной из тиражированных голограмм, напыленной отражающим покрытием: 1 - восстанавливающий источник обычного белого света, 2 - голограмма, 3 - зона видения, представляющая собой размытое в радугу восстановленное композиционное изображение щели, 4 - глаза наблюдателя.

Согласно предложенному способу излучением 1 лазера, работающего в одномодовом или одночастотном режиме, освещают линзу 2, обладающую аберрациями и экранированную непрозрачным экраном 3 и расположенным далее тест-объектом 5 (диафрагмой или решеткой), предназначенным для визуализации волнового поля, прошедшего через открытый участок линзы. В зависимости от типа аберраций после визуализации они могут иметь вид окружностей, эллипсов, гиперболоидов и т. д. Визуализированное изображение аберраций, соответствующее различным положениям отверстия 4, фотографируют и помещают позитивные фотографии 6 последовательно перед регистрирующей средой 7, на которую направляют также опорное волновое поле 8. Голограмму записывают последовательными экспозициями, а между ними смещают отверстие 4 в горизонтальном направлении на величину, примерно равную его длине плюс две длины восстанавливающего источника, так как при восстановлении происходит свертка функций, описывающих отверстие, и функции источника, каждый раз устанавливая фотографию-транспарант с соответствующим визуализированным изображением аберраций, чтобы защитить от воздействия опорного излучения участки регистрирующей среды, не освещенные объектным излучением. После получения голограммы ее тиражируют на тонкопленочные носители, которые наносят затем на защищаемые документы в соответствии с хорошо известной обычной технологией.

Восстановленное изображение наблюдают, освещая источником белого света 1 голограмму 2, при этом восстановленное изображение щелевого отверстия, полученного последовательными записями на голограмму отверстия 4, размывается в вертикальном направлении в радугу, образуя зону видения 3, в которой находятся глаза наблюдателя 4. При перемещении глаз наблюдателя в горизонтальном направлении перед ним последовательно восстанавливаются различные визуализированные изображения аберраций, что воспринимается наблюдателем как их дискретное изменение.

В горизонтальном направлении размер зоны видения определяется диаметром линзы 2 только при восстановлении щелевого отверстия в масштабе 1:1. Однако, выбирая расстояния между голограммой и центрами кривизны опорного и восстанавливающего волновых полей неравными друг другу, можно восстановить щелевое отверстие с любым требуемым увеличением и получить соответственно необходимую зону видения.

Визуализировать аберрации можно также и интерференционными методами, включая сдвиговые, тогда отпадает необходимость в визуализирующем тест-объекте, но схема получения голограммы несколько усложнится, так как необходимо будет вводить дополнительное визуализирующее опорное волновое поле.

Другой вариант визуализации действия аберраций заключается в том, что на голограмму записывают тест-объект, имеющий вид позитивного изображения на прозрачной основе /типа слайда/, которое называется в голографии объектом-транспарантом. Оптической системой, обладающей, например, сферическими аберрациями, транспарант фокусируется на расстояние несколько сантиметров от регистрирующей среды, на которую записывают голограмму. Действие аберраций проявляется в том, что на восстановленном изображении плоский объект-транспарант наблюдается как сферический, вращающийся при изменении направления наблюдения. Отметим, что такое действие аберраций существенно отличается от тех, что рассматриваются в классической оптике. Действительно, в ней рассматривается интенсивность полученного изображения, усредненная по всей апертуре оптической системы. В данном же случае в глаза наблюдателя попадает информация не об интенсивности, а самих волновых полях, прошедших только через отдельные зоны оптической системы и не усредненных по всей апертуре.

Экспериментальная проверка предложенного способа подтвердила существенную /по сравнению с прототипом/ простоту его реализации при более разнообразных изобразительных возможностях полученных голограмм.

Источники информации

1. Н.Г. Власов. Радужная голография. Природа, 1993, N 8, с. 74-80.

2. Holographic Optical Security Systems Pros. Of SPIE, 1991, v. 1509, p. 67-72.