同色異譜光學(xué)薄膜防偽技術(shù)研究.pdf

1、光學(xué)防偽是指利用光波的基本原理如光的反射、透射、折射、干涉、衍射、偏振、雙折射以及現(xiàn)代光學(xué)如全息術(shù)、信息處理、莫爾技術(shù)、散斑、光變圖像、亞波長(zhǎng)、納米技術(shù)等發(fā)展起來(lái)的各類(lèi)防偽技術(shù)。光學(xué)薄膜防偽屬于光學(xué)防偽的一種，是當(dāng)今最有效的高科技防偽技術(shù)。光學(xué)薄膜防偽是基于光學(xué)薄膜多光束干涉原理的隨角異色效應(yīng)，這種變色效應(yīng)是通常的掃描\復(fù)印所無(wú)法復(fù)制再現(xiàn)的，這種光變油墨(OVI)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于貨幣、有價(jià)證券、證件等高級(jí)安全產(chǎn)品的防偽印刷上。在我國(guó)的人

2、民幣100元和50元的光變防偽中也采用該技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了從綠色變藍(lán)色、金色變綠色的光變圖像防偽。近年來(lái)，隨著光變顏料生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)工藝的不斷完善，此類(lèi)光變防偽顏料的應(yīng)用得到了拓展，能夠進(jìn)行光變顏料生產(chǎn)的廠家也越來(lái)越多，相關(guān)光學(xué)薄膜防偽干涉膜層結(jié)構(gòu)也日趨公開(kāi)化，這使得該類(lèi)薄膜在防偽領(lǐng)域的安全性能有所降低，在一定程度上影響了光學(xué)薄膜在高級(jí)防偽領(lǐng)域的應(yīng)用?；谕愖V效應(yīng)的光學(xué)薄膜防偽是光變圖像領(lǐng)域的最新防偽技術(shù)，該技術(shù)將色度學(xué)的同色異譜原

3、理和光學(xué)薄膜的隨角異色效應(yīng)結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了具有動(dòng)態(tài)顏色變化的圖案隱藏防偽效果，這種方法有效提高了現(xiàn)有光學(xué)薄膜結(jié)構(gòu)的防偽安全性能。在未來(lái)高級(jí)防偽安全領(lǐng)域?qū)⒂兄浅V闊的應(yīng)用前景。
　　正是基于此需求，本課題開(kāi)展了“同色異譜光學(xué)薄膜防偽技術(shù)研究”。其主要內(nèi)容是從理論上驗(yàn)證同色異譜光學(xué)薄膜防偽的可行性，并采用光學(xué)薄膜顏色設(shè)計(jì)理論進(jìn)行了同色異譜光學(xué)薄膜膜系設(shè)計(jì)，最終實(shí)驗(yàn)制備出可行的樣品。其中全介質(zhì)材料同色異譜光學(xué)薄膜對(duì)的色差指數(shù)僅為1.

4、1885，實(shí)驗(yàn)指標(biāo)達(dá)到目前國(guó)際上已見(jiàn)報(bào)道的最高水平。主要包括以下內(nèi)容:
　　(1)從理論上研究光學(xué)薄膜的同色異譜性質(zhì)，并采用解析法與計(jì)算機(jī)優(yōu)化法相結(jié)合，利用全介質(zhì)材料或者金屬加介質(zhì)材料，分別設(shè)計(jì)出了兩個(gè)同色異譜的光學(xué)薄膜實(shí)例，給出了具體的詳細(xì)的設(shè)計(jì)步驟，并利用色度學(xué)的相關(guān)理論定量計(jì)算分析了每個(gè)實(shí)例中兩個(gè)膜系的同色異譜程度，完成了兩個(gè)實(shí)例的設(shè)計(jì)目標(biāo)，為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)制備提供可靠的依據(jù)。
　　(2)采用電子束沉積技術(shù)，對(duì)以上設(shè)計(jì)的兩

5、個(gè)實(shí)例進(jìn)行實(shí)際制備。主要材料用到TiO2、SiO2、Cr、Al。通過(guò)改變真空度、離子源功率、離子束束流、氧分壓等，研究這些參量對(duì)膜系光學(xué)特性的影響，并確定出最佳實(shí)驗(yàn)參數(shù)。實(shí)驗(yàn)中采用晶振監(jiān)控，并通過(guò)多次參數(shù)調(diào)整補(bǔ)償，最終完成了所設(shè)計(jì)的兩個(gè)實(shí)例的鍍制，并檢驗(yàn)了實(shí)際樣品的同色異譜特性。對(duì)于全介質(zhì)膜系，實(shí)際膜系特性與理論設(shè)計(jì)結(jié)果十分接近，其同色異譜的色差指數(shù)為ΔE=1.1885;對(duì)于金屬介質(zhì)膜系，實(shí)際膜系特性與理論設(shè)計(jì)結(jié)果存在部分偏離，其同色異