據(jù)Nature Communications雜志的一篇文章，新加坡科技與設(shè)計(jì)大學(xué)(SUTD)的研究人員發(fā)明了一種新型的防偽光學(xué)設(shè)備，稱(chēng)為“全息彩色打印件”?？梢员Ｗo(hù)鈔票，身份證和護(hù)照免受偽造。美國(guó)塔夫茨大學(xué)的工程師團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一系列3D打印的超材料，這些超材料具有獨(dú)特的微波或者光學(xué)特性。這些特性超越了傳統(tǒng)的光學(xué)或電子材料所能實(shí)現(xiàn)的。

    而根據(jù)Credence Research的一份報(bào)告顯示，偽造鈔票和各種身份證如護(hù)照是世界范圍內(nèi)的一個(gè)巨大問(wèn)題，預(yù)計(jì)到2026年全球工業(yè)將達(dá)到3570億美元以上。

同一束光下的三個(gè)不同的圖片

       科研人員制作的打印品在白光下顯示為彩色圖像，同時(shí)在紅色，綠色或藍(lán)色激光照射下投影最多三個(gè)不同的全息圖。這些全息彩色產(chǎn)品很容易驗(yàn)證，但很難模仿，并且可以在防偽應(yīng)用中提供增強(qiáng)的安全性。

圖片：全息彩色像素的結(jié)構(gòu)和特征

    由于印刷品僅在單個(gè)聚合物材料的表面浮雕中編碼信息，因此定制母版的納米級(jí)3D打印可以通過(guò)納米壓印光刻使其大規(guī)模制造成為可能。光學(xué)安全裝置是數(shù)據(jù)加密和文件認(rèn)證的有價(jià)值的工具，因?yàn)樗鼈兝霉獾脑S多性質(zhì)，包括振幅，相位，偏振，和波長(zhǎng)，以產(chǎn)生獨(dú)特的視覺(jué)效果，可以是難以解碼的。

圖片：全息彩色打印的設(shè)計(jì)原理：選擇像素幅度而不依賴(lài)于相位的能力使得可以重新排列多路復(fù)用全息圖中的像素（空間自由度）

     研究人員表示，這種新方法 – 比目前使用的典型方法更復(fù)雜 – 是首次使用先進(jìn)的納米加工技術(shù)生成彩色圖像的多色全息圖。加拿大設(shè)計(jì)與制造部門(mén)專(zhuān)注于對(duì)您而言至關(guān)重要的最新軟件和產(chǎn)品。深入探索創(chuàng)成式設(shè)計(jì)，電子元件，3D打印，快速原型設(shè)計(jì)和機(jī)器學(xué)習(xí)等令人興奮的創(chuàng)新。SUTD的副教授，負(fù)責(zé)該項(xiàng)研究的副教授Joel Yang表示，通過(guò)全息圖打擊假冒的關(guān)系類(lèi)似于抗生素對(duì)抗感染，隨著老式的全息圖變得更容易復(fù)制，每隔一段時(shí)間就需要新的技術(shù)來(lái)阻止造假者。

通常，目前使用的當(dāng)前防偽產(chǎn)品基于全息圖，其用于許多物品，包括電子設(shè)備包裝盒，藥瓶和銀行卡的表面。這些設(shè)備的局限性在于它們只能調(diào)制光的相位，這使得它們易于復(fù)制。

透射全息彩色打印的概念如下：

- 頂層包含編碼彩色打印的濾色器，底層包含編碼全息圖的相位板。

- 濾色器具有兩個(gè)功能：（1）在白光照射下共同形成彩色圖像。（2）控制紅色，綠色和藍(lán)色（RGB）激光通過(guò)下面的多路復(fù)用全息圖像素的透射。

所以新設(shè)備的工作原理是可以調(diào)制光的相位和幅度，全息彩色打印通過(guò)調(diào)節(jié)光的幅度在環(huán)境白光下顯示彩色圖像，同時(shí)在紅色，綠色或藍(lán)色激光照射下投射多達(dá)三個(gè)不同的全息圖。

圖片：透射全息彩色印刷品（b）的分解視圖示意圖，其中濾色器集成在全息圖之上的分層光學(xué)裝置。濾色器在來(lái)自燈或手電筒（a）的白光照射下用作彩色圖像中的彩色像素，并且還用于控制紅色，綠色和藍(lán)色（RGB）激光通過(guò)下面的多路復(fù)用全息圖的像素的透射。 （c）。在RGB激光照射下，每個(gè)波長(zhǎng)的光選擇不同的全息投影，其獨(dú)立于彩色圖像和其他投影。遠(yuǎn)場(chǎng)投影沿激光照射軸出現(xiàn)。

      當(dāng)用紅色，綠色和藍(lán)色激光照射時(shí)，多路復(fù)用全息彩色印刷將顯示不同的全息投影。因?yàn)槿肷涔馄叫械卮┻^(guò)所有像素，所以像素可以獨(dú)立地動(dòng)作以允許在一些空間區(qū)域中傳輸不同波長(zhǎng)而不是其他區(qū)域，這使得若干全息圖能夠共同占據(jù)空間復(fù)用方案中可用的總面積。利用將空間劃分為任意形狀和大小的區(qū)域的自由度，然后可以策略性地分配各個(gè)全息圖區(qū)域，使得它們的濾色器的布置另外編碼所選擇的彩色圖像。該團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)了一種計(jì)算機(jī)算法，該算法以多個(gè)圖像作為輸入，并生成一個(gè)輸出文件，用于確定不同相位和彩色濾波器元素的位置。他們隨后借助納米級(jí)3D打印機(jī)雕刻了全息照片。