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光学防伪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、双折射以及现代光学如全息术、信息处理、莫尔技术、散斑、光变图像、亚波长、纳米技术等发展起来的各类防伪技术。光学薄膜防伪属于光学防伪的一种,是当今最有效的高科技防伪技术。光学薄膜防伪是基于光学薄膜多光束干涉原理的随角异色效应,这种变色效应是通常的扫描复印所无法复制再现的,这种光变油墨(OVI)已经被广泛应用于货币、有价证券、证件等高级安全产品的防伪印刷上。在我国的人民币100元和50元的光变防伪中也采用该技术,实现了从绿色变蓝色、金色变绿色的光变图像防伪。近年来,随着光变颜料生产技术的进步和生产工艺的不断完善,此类光变防伪颜料的应用得到了拓展,能够进行光变颜料生产的厂家也越来越多,相关光学薄膜防伪干涉膜层结构也日趋公开化,这使得该类薄膜在防伪领域的安全性能有所降低,在一定程度上影响了光学薄膜在高级防伪领域的应用。基于同色异谱效应的光学薄膜防伪是光变图像领域的最新防伪技术,该技术将色度学的同色异谱原理和光学薄膜的随角异色效应结合在一起,实现了具有动态颜色变化的图案隐藏防伪效果,这种方法有效提高了现有光学薄膜结构的防伪安全性能。在未来高级防伪安全领域将有着非常广阔的应用前景。 正是基于此需求,本课题开展了“同色异谱光学薄膜防伪技术研究”。其主要内容是从理论上验证同色异谱光学薄膜防伪的可行性,并采用光学薄膜颜色设计理论进行了同色异谱光学薄膜膜系设计,最终实验制备出可行的样品。其中全介质材料同色异谱光学薄膜对的色差指数仅为1.1885,实验指标达到目前国际上已见报道的最高水平。主要包括以下内容: (1)从理论上研究光学薄膜的同色异谱性质,并采用解析法与计算机优化法相结合,利用全介质材料或者金属加介质材料,分别设计出了两个同色异谱的光学薄膜实例,给出了具体的详细的设计步骤,并利用色度学的相关理论定量计算分析了每个实例中两个膜系的同色异谱程度,完成了两个实例的设计目标,为后续的实验制备提供可靠的依据。 (2)采用电子束沉积技术,对以上设计的两个实例进行实际制备。主要材料用到TiO2、SiO2、Cr、Al。通过改变真空度、离子源功率、离子束束流、氧分压等,研究这些参量对膜系光学特性的影响,并确定出最佳实验参数。实验中采用晶振监控,并通过多次参数调整补偿,最终完成了所设计的两个实例的镀制,并检验了实际样品的同色异谱特性。对于全介质膜系,实际膜系特性与理论设计结果十分接近,其同色异谱的色差指数为ΔE=1.1885;对于金属介质膜系,实际膜系特性与理论设计结果存在部分偏离,其同色异谱的色差指数为ΔE=35.7,但在实际日光光源照射条件下,采用目视观测,两组同色异谱光学薄膜均达到较为理想的同色效果。