هولوگرام در بازار محصولات، نشان اصل بودن است. برچسب كوچكي كه معنا و مفهوم آن اين است كه اين بسته يا فلان محصول تقلبي نيست. راستي اگر همين هولوگرام خودش تقلبي از آب دربيايد چه مي‌شود؟

دست‌اندركاران صنعت هولوگرام مي‌گويند كه تقلب هولوگرام امكان‌پذير نيست، نه به اين دليل كه هر جايي تجهيزات توليد هولوگرام را ندارد، بلكه به اين خاطر كه فرايند تفكيك رنگ و لايه‌ها و روش چاپ آن به گونه‌اي است كه كپي‌برداري از آن ناممكن است و هولوگرام تقلبي به راحتي لو مي‌رود.

در اينجا ضمن بازبيني سريع تاريخچه هولوگرام، روش‌ها و تكنيك‌ها و انواع آن معرفي مي‌شوند.

هولوگرام يك تصوير سه بعدي است كه توسط اشعه ليزر ايجاد مي‌شود. واژه هولوگرام از دو كلمه يوناني(Holo ) به معناي كامل وGraph ) )به معناي نگارش به وجود آمده است. تمام نگاري (هولوگرافي ) يك تكنيك انقلابي است كه عكسبرداري سه بعدي (يعني كامل) از يك جسم و يا يك صحنه را ممكن مي‌سازد. اين تكنيك در سال 1948 توسط گابور ابداع شد (در آن زمان به منظور بهتر كردن توان تفكيك، ميكروسكوپ الكترونيكي پيشنهاد شد) و به صورت يك پيشنهاد علمي در آمد اما قابليت واقعي اين تكنيك پس از اختراع ليزر در سال 1960 نشان داده شد. اولين هولوگرام‌هاي سه بعدي نور داده شده با ليزر در سال 1964 توسط (Leith )وUpatnieks ) )در ميشيگان ساخته شد.

هولوگرام چگونه ساخته مي‌شود؟

هولوگرام به دو روش دستي(Manual ) وديجيتال يا Dotmatrix تهيه مي‌شود.

‌ روش دستي‌

بعد از اختراع ليزر انواع هولوگرام‌ها مي‌توانست ساخته شود. اولين هولوگرام‌ها كه با نور ليزر قابل رويت بود، هولوگرام‌هايTransmission (شفاف) نام داشتند. در سال 1968 هولوگرامRainbow يا انعكاسي(Reflection ) به وجود آمد. ساختار اين نوع هولوگرام‌ها به گونه‌اي است كه زير نور سفيد قابل ديدن هستند. اگر بيننده حالت خود را نسبت به يك هولوگرام انعكاسي تغيير دهد، مي‌تواند طيف‌هاي مختلف رنگ را ببيند. اين‌كه ما مي‌توانيم يك هولوگرام را به صورت سه بعدي، برجسته و رنگارنگ ببينيم ناشي از خطاي ديد است.

بهترين روش فهميدن هولوگرام، مقايسه آن با عكاسي است. در عكاسي، نقطه به نقطه يك عكس سياه و سفيد توسط شدت اشعه نور ساخته مي‌شود كه هر نقطه روي عكس بسته به شدت موج نور، تنها يك يا چند چيز را ضبط و آشكار مي‌سازد. اما بايد توجه داشت نوري كه يك منظره واقعي را مي‌سازد فقط توسط دامنه و طول موج نور تعيين نمي‌شود بلكه فاز نقش عمده‌اي را نيز ايفا مي‌كند. در عكاسي، فاز نوري از منظره اصلي منحرف مي‌شود بنابراين در عكاسي، تصاوير سه بعدي نخواهيم داشت. اما در هولوگرافي علاوه بر شدت نور (دامنه و طول موج )، فاز نيز روي صفحه حساس به نور ثبت مي‌شود.

براي به‌دست آوردن فاز در هولوگرافي، از يك اشعه مرجع (Refrence beam ) استفاده مي‌شود. به اين صورت كه اشعه مرجع با اشعه شي كه هر دو هم فاز هستند تركيب شده و اشعه جديد با موج و دامنه بيشتر مي‌سازند. اين اشعه شامل يك سري از خطوط باريك و روشني است كه مي‌تواند روي سطح حساس نگاشته شود.

اشعه مرجع و اشعه شي جايي در نزديكي سطح حساس به نور با هم تداخل پيدا مي‌كنند. اشعه‌هاي هم فاز روشني‌ها وغير هم فاز خطوط تيره را ايجاد مي‌كنند كه در نتيجه اين خطوط باريك و روشن شبكه پراش (Diffraction grating )توليد مي‌شود. اين توري‌پراني مجموعه‌اي از خطوط موازي است كه خطاي ديد ايجاد شده را روي فيلم شكل مي‌دهد و به اين ترتيب هولوگرام به وجود مي‌آيد.

اين خطوط باريك و روشن روي هولوگرام به طور مستقيم معرف نقاط به هم پيوسته در فضاي يك منظره نيستند (قادر به نشان دادن تمام جزئيات منظره اصلي نيستند) بلكه تنها چيزي كه هولوگرام نمايانگر آن مي‌باشد پرسپكتيو نقاط است.

هولوگرام به‌دست آمده به صورت عبوري است و براي بازسازي موج‌هاي آن به يك نور هم فاز احتياج داريم كه اين نور بايد كاملا شبيه به نوري باشد كه هولوگرام توسط آن به وجود آمده تا بتواند شرايط هنگام عكسبرداري را براي ما بازسازي كند. بهترين نور هم فازي كه مي‌تواند در هولوگرافي - چه در مرحله عكسبرداري و چه در هنگام بازسازي- مورد استفاده قرار گيرد، نور ليزر است.

براي اين‌كه از هولوگرام عبوري يك هولوگرام انعكاسي ساخته شود، نور ليزر را با عبور از مسير اوليه به نام 1 H (كه خاصيت عبوري داشته و تنها با نور ليزر قابل باز خواني است) به سطح حساس ديگري مي‌تابانند. اين سطح حساس پس از ظهور و ثبوت تبديل به هولوگرام انعكاسي مي‌شود كه 2H ناميده مي‌شود. اين هولوگرام قابل ديدن زير نور سفيد است.

اگر سوژه‌اي كه مي‌خواهيم از آن هولوگرام تهيه شود به صورت فايل ديجيتال باشد، در اين صورت بهتر است تصاوير در برنامه‌هايVector مانندIllustrator وCorel آماده شود. پس از اين‌كه تفكيك رنگي انجام گرفت، توسط ايميج ستر از فايل، خروجي مي‌گيرند كه اين فيلم‌ها به صورت شفاف است و به جاي سوژه سه بعدي استفاده مي‌شود.

بسته به اين‌كه هر كدام از اين فيلم‌ها بايد چه عمقي در هولوگرام داشته باشند، به ترتيب و در فاصله‌هاي متفاوت در معرض نوردهي قرار مي‌گيرند. زاويه نوردهي اين فيلم‌ها براي ايجاد رنگ‌هاي متفاوت فرق مي‌كند. در اينجا هم اشعه مرجع و اشعه سوژه با هم تداخل پيدا كرده و طرح مورد نظر روي سطح حساس به نور، شكل مي‌گيرد.

ممكن است تصوير داراي برجستگي يا فرورفتگي‌هايي باشد كه در اين موارد به صورت معكوس روي هولوگرام ثبت مي‌شود. يعني اگر تصوير داراي برجستگي باشد، در هولوگرام به صورت فرورفته منتقل مي‌شود. براي حل اين مشكل از آينه‌ها و عدسي‌هاي Optical Phase Conjugation استفاده مي‌شود.

‌روش ديجيتال / دات ماتريكسDot matrix) )

در اينجا توليد هولوگرام كاملا به صورت ديجيتال مي‌باشد. تصوير به صورت ديجيتال براي ماشين دات ماتريكس تعريف شده و سطح حساس به نور با فرمان كامپيوتر توسط نور ليزر (كه از نوع هليوم كادميوم است) نگاشته مي‌شود. در اين شيوه سطح هولوگرام به صورت نقاط فرورفته ظاهر مي‌شود كه اين فرورفتگي‌ها در حد ميكرون است و در زير نور معمولي و با چشم غير مسلح قابل ديدن نيست.

بسته به ميزان عمق اين نقاط، شكست نور متفاوت بوده و سطح هولوگرام به صورت رنگي ديده مي‌شود. حال براي ايجاد عمق و شكست نور در سطح حساس، اين سطح در راستاي‌ X وYحركت مي‌كند و منبع تابش ثابت است يا زاويه تابش ليزر تغير كرده و سطح حساس به نور ثابت مي‌ماند.

از خصوصيات هولوگرام اين است كه اگر دو هولوگرام يكسان در دو زمان متفاوت به وجود آيد، با بررسي‌هاي جزيي معلوم خواهد شد كه بين دو نسخه يكسان، تفاوت‌هاي دقيق و ماهرانه‌اي وجود دارد كه همين ويژگي كپي برداري از هولوگرام را غير ممكن مي‌سازد.

نوع نوري كه هولوگرام با آن ديده مي‌شود نقش مهمي در پي بردن به كيفيت هولوگرام ايجاد مي‌كند. براي ديدن هولوگرام يك لامپ 12 ولت، 75-50 وات و يك لامپ هالوژن داراي خاصيت پيزو الكتريكي 16MR - استفاده مي‌شود. منبع نور بايد بالا و در فاصله كمتر از 100 سانتي‌متر نسبت به هولوگرام و در زاويه تقريبي 45 درجه قرار گيرد.

توليد انبوه‌

هولوگرام اصلي به روش برجسته كاري تكثير مي‌شود. هولوگرام‌ها به صورت برجسته روي سطح فتورزيست يا فتوترموپلاستيك ثبت مي‌شود. در اولين مرحله فرآيند برجسته‌كاري، تصوير هولوگرام به روي صفحه فلزي از جنس نيكل منتقل مي‌شود. قبل از تهيه فرم نيكلي، توسط دستگاهي با عبور جريان برق و فشار تك‌هولوگرام اصلي را در كنار هم قرار داده و بعد از روي آن فرم نيكلي تهيه مي‌شود. انتقال تصوير به فرم نيكلي در حوضچه‌هاي محلول آبي صورت مي‌گيرد به اين ترتيب كه ابتدا سطح فتورزيست به‌وسيله نقره هادي شده و سپس با استفاده از انتقال‌دهنده‌هاي شيميايي ذرات اتم نيكل به سطح هولوگرام مي‌چسبد و در فرورفتگي‌هاي هولوگرام مي‌نشيند. هولوگرام اصلي از سطح فرم نيكلي جدا شده و هولوگرام اصلي ديگر قابل استفاده نيست. فرم نيكلي كه شيمShim نام دارد براي توليد انبوه مورد استفاده قرار مي‌گيرد. اين فرم ناخواناست و وقتي روي فيلم متالايز شده منتقل مي‌شود به صورت خوانا در مي‌آيد. اين فرايندElectroforming نام دارد.

شيم روي سيلندرMain cylinder در دستگاه Embosser نصب مي‌شود. طرح روي شيم به روي سطح خيلي نازك رول فيلم متالايز شده با فشار و حرارت منتقل مي‌شود.

دو نوع ماشين Hard embosser وSoft embosser وجود دارد. در Hard embosser ، سيلندر فرم يك بار در تماس با سيلندر فشار اوليه قرار گرفته و تصوير منتقل مي‌شود. بعد از رسيدن سيلندر فشار به گپ سيلندر فرم، سيلندر فشار دوم با سيلندر فرم در ارتباط است. به اين شكل تصوير هولوگرام به صورت پيوسته روي رول منتقل مي‌شود.

در نوعSoft embosser ، جنس سيلندرفشار از لاستيك است و قابليت برجسته كاري روي كاغذ را داراست. در اين شيوه قبل از اين‌كه فيلم متالايز شود، Emboss شده كه كيفيتي بالاتر را به دنبال دارد.

چسبدار كردن‌

رول برجسته شده به طور پيوسته در دستگاه سلفون‌كشي حركت مي‌كند و پشت آن به چسب‌هاي پايه آبي يا پايه حلالي آغشته مي‌شود و سپس يك كاغذ با پوشش سيليكوني روي آن كشيده مي‌شود.

يكي ديگر از روش‌هاي چسبدار كردن هولوگرام، هات استمپ(Hot stamping ) است. در اين روش تمام آب اضافه چسب پشت هولوگرام، تبخيرشده و حالت چسبناكي خود را از دست مي‌دهد. سپس اين نوع هولوگرام با استفاده از فشار، حرارت و قالب‌هاي انتقال روي سطح مورد نظر مي‌نشيند و ديگر قابليت كنده شدن وجابه‌جايي را ندارد و به طور دايم روي سطح باقي مي‌ماند. در هنگام انتقال فقط آلومينيوم بدون فيلم منتقل مي‌شود. هولوگرام هات استمپ به عنوان يك وسيله فوق امنيتي به شمار مي‌رود چرا كه بعد از استفاده اوليه غير قابل برداشت از روي سطح است.

خط وتيغ زني‌

بعد از لمينيت كردن رول هولوگرام، در شكل و اندازه‌هاي مورد نياز مشتري به صورت ورقي بريده شده و بسته‌بندي مي‌شود.

بر روي فرم نيكلي علايمي به عنوان رجيستر ثبت مي‌شود كه اين رجيستر‌ها توسط چشم الكتريكي ماشين دايكات خوانده و سپس عمليات خط و برش انجام مي‌شود.

شماره گذاري‌

هولوگرام‌ها را مي‌توان با استفاده از روش‌هاي متفاوت مانندInkjet ،UV ليزري و حرارتي كدگذاري كرد كه اين اعداد به صورت دايمي روي سطح هولوگرام باقي مي‌ماند.

‌مواد مصرفي براي نگاشت هولوگرام (سطح حساس به نور)

اين امكان وجود دارد كه توري پراني‌هاي سازنده يك هولوگرام، به صورت شبكه‌هاي فازي(Phase grating ) يا دامنه‌اي(Amplitude grating ) ذخيره شوند. شبكه‌هاي دامنه‌اي در جذب طيف نور دچار نوسان شده و بهره‌وري كمتري نسبت به هولوگرام‌هاي فازي دارند. بنابراين به طور كمتري مورد استفاده قرار مي‌گيرد. اكثر موادي كه براي هولوگرام‌هاي فازي مورد استفاده قرار مي‌گيرد، به يك تئوري بهره‌وري انكسار رسيده‌اند كه براي هولوگرام‌هاي ضخيم، نوع Bragg اين بهره‌وري 100% است. در نوعBragg بلورهايي به كار رفته كه با برخورد اشعه‌هاي هم فاز به آنها بيشترين باز تابش را خواهيم داشت. در هولوگرام‌هاي نازك از نوع Nath-Ramman با بهره‌وري 9/33% است Nath-Ramman . فيلم‌هاي هولوگرامي هستند كه معمولا ضخامت آنها به ميلي ميكرون مي‌رسد.

ارسال شده توسط : محقق سایت - ٧  آذر , ١٣٩٠