全息印刷

　　全息圖(Hologram)是蓋伯(Gabor)在1948年為改善電子顯微鏡像質所提出的，其意義是完整的記錄。蓋伯的實驗解決了全息術發明中的基本問題，即波前的記錄和再現，但由于當時缺乏明亮的相干光源(激光器),全息圖的成像質量很差。1962年隨著激光器的問世，在蓋伯全息術的基礎上引入載頻的概念發明了離軸全息術，有效地克服了當時全息圖成像質量差的主要問題——孿生像，三維物體顯示成為當時全息術研究的熱點，但這種成像科學遠遠超過了當時經濟的發展，制作和觀察這種全息圖的代價是很昂貴的，全息術基本成了以高昂的經費來維持不切實際的幻想的代名詞。　　

　　1969年本頓(Benton)發明了彩虹全息術，掀起以白光顯示為特征的全息三維顯示新高潮。彩虹全息圖是一種能實現白光顯示的平面全息圖，與丹尼蘇克(Denisyuk)的反射全息圖相比，除了能在普通白熾燈下觀察到明亮的立體像外，還具有全息圖處理工藝簡單、易于復制等優點。把彩虹全息術與當時發展日趨成熟的全息圖模壓復制技術結合起來便形成了目前風糜世界的全息印刷產業，產生了全息信用卡、全息商標、全息鈔票、全息卡通、全息裝飾材料、甚至全息服裝等保安防偽及裝璜裝飾的全息圖新應用。因此可以說彩虹全息術的發明為全息圖走出實驗室為社會所接受邁出可喜的第一步。

　　全息印刷是利用激光全息成像技術發展而來的一種防偽印刷技術。用一束激光及從這束激光分出的參照光從不同角度照射一個立體模型。模型反射的光線通過一個狹縫形成包含模型全息信息的干涉條紋。將這種干涉條紋記錄在感光膠片上，翻制成鎳版，然后壓制在鍍鋁薄膜上就可在普通光照下再現模型的全息圖案。這就是全息印刷的制作原理。

　　全息制版光源

　　由全息的特點可知，全息制版的特點是通過物光的干涉記錄三維物體的真實像。然而在全息記錄過程中，從三維物體不同部位表面散射和反射的光由于物體的深度不同，到達全息干版時的光程也不同，當其與參考光波干涉時，兩者的光程差將在很大的范圍內變化。所以要求記錄光源有較長的相干長度，即較好的時間相干性；而且為了能把具有較大空間分布范圍的物體記錄下來，要求照明光束在較大橫截面內各光線間是相干的，即要求光束具有較好的空間相干性；此外，為了滿足全息記錄所需要的時間和空間相干性，在全息記錄系統中往往將光束分束后稍加擴束，用作參考光波和物體的照明光波，這就要求光源的能量在空間有較高的集中度。目前，可以滿足這些要求的尚只有激光器，其他普通光源無法滿足這些條件。因此至今，記錄三維物體的全息圖只能用激光，采用白光記錄全息圖還只限于二維物體。 

　　全息制版常用的激光器

　　激光器的選擇

　　一般用全息干版記錄三維物體的全息圖可用He－Ne激光器。拍攝景深大的物體可用長相干長度的He－Ne激光器。用重鉻酸鹽明膠作記錄介質時最好用輸出波長為400nm 的Ar+激光器，而選用光致抗蝕劑則應選用輸出波長為441nm的 He－Cd激光器或輸出波長為457．9nm 的Ar＋激光器。如拍攝活動物體的全息圖，則需要用脈沖激光器。

　　雖然大自然中物體的顏色色彩繽紛，變化多端，然而根據顏色的視覺理論，視網膜上有三種感色的錐狀細胞，分別對紅、綠、藍（R、G、B）三種顏色敏感，我們把這三種顏色稱為三原色。研究表明，自然界中變化多端的各種色彩原則上都可用三原色按不同比例混合而成。這種不同的比例反映在照相材料上，則為不同的灰度等級。彩色膠印印刷，就是將不同灰度等級的記錄介質轉化成由大小不一、疏密不勻的網點所構成的印版，然后以四原色或多色套印，再現出原稿的層次和色調。雖然彩色全息印刷在再現原稿的色彩方面與彩色印刷有著截然不同的方式，前者是通過黃、品紅、青、黑油墨以色料減色法再現原稿，而后者則以紅、綠、藍三原色色光的加色法再現原稿色彩的，但是，除了它們在復制過程中的具體工藝技術上有很大差別外，以三原色分解原稿和以三原色疊加再現原稿色彩的原理是一致的。所以，記錄物體的真彩色全息圖時應選用白色激光器。研究表明，三原色可與三種純光譜相對應，為此國際照明委員會制定了三原色標準。1931CIE－RGB真實三原色表色系統規定：紅原色的波長＝700.0nm,綠原色的波長為＝546．1nm，藍原色的波長為＝435． 8nm。1964CIERGB系統規定：紅、綠、藍原色則分645．2nm、526．3nm、444．4nm。全息記錄需使用激光器，現有激光器的輸出波長與三原色波長一般不符，故只能選用比較接近的波長。例如，可用K＋白色激光器或Ar＋－Cd激光器作為三原色激光源。根據目前激光器工業的現狀，適合于全息制版的激光輸出有以下幾組波長供選用。

　　選擇的原則主要從色彩的真實感考慮，應該使三種波長在x-y色品圖（圖2）中所占的三角形面積為最大，同時要考慮到諸如激光器輸出功率等其他因素。例如表2中第三組（圖2中實線三角形）、第二組（點線三角形）和第五組（圖2中虛線三角形），從色品圖來看第二組占優，且黃較豐富；而從輸出功率方面來看，由于477．1nm波長的功率比488．0nm的功率小得多，則第三組較合適。此外，也要根據實驗室的條件來選取合適的三原色激光波長。

　　用三基色激光記錄時，有三個全息圖重疊在一張干版上。如果仍用三基色激光沿參考光的方向明該全息圖，則有九個組成原始像的衍射光波。其中紅、綠、藍三個波長對各自顏色光波形成的全息圖的三個衍射光波在同一方向，并產生和物體顏色相同的真彩色虛像。而它們對不同顏色光波形成的全息圖共產生六個方向不同的衍射光波，造成了再現像的色串擾。因此，真彩色全息的關鍵之一是消除色串擾。