science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Holografische kleurenafdrukken voor optische veiligheid

Verbeterde optische beveiliging door een holografische kleurenafdruk in zes kleuren. Krediet:SUTD

Onderzoekers van de Singapore University of Technology and Design (SUTD) hebben een nieuw type anti-namaaktechnologie uitgevonden, holografische kleurenafdrukken genaamd, voor het beveiligen van belangrijke documenten zoals identiteitskaarten, paspoorten en bankbiljetten. Het onderzoeksteam onder leiding van universitair hoofddocent Joel Yang demonstreerde een optisch apparaat dat verschijnt als een normale kleurenafdruk onder wit licht, maar projecteert tot drie beelden op een ver scherm wanneer het wordt verlicht met laserlicht. In tegenstelling tot gewone diffractieve optische elementen die een matglas-uiterlijk hebben en slechts enkele beelden projecteren, deze nieuwe holografische kleurenafdrukken zouden een sterker afschrikmiddel vormen voor vervalsers. In aanvulling, de prints bestaan ​​uit nano-3-D-geprinte polymeerstructuren en vinden vooral toepassing in optische documentbeveiliging.

Namaak komt veel voor, en de wereldwijde anti-namaakindustrie zal tegen 2026 meer dan US $357 miljard bereiken, volgens een rapport van Credence Research. Anti-namaakproducten zijn essentieel voor het beschermen van producten en documenten. De meest populaire anti-namaakproducten zijn gebaseerd op hologrammen, vaak gebruikt op de verpakking van elektronische apparaten, medicijnflessen, en de oppervlakken van bankkaarten. Echter, deze hologramproducten tegen namaak moduleren alleen de lichtfase en kunnen gemakkelijk worden gekopieerd.

Het SUTD-onderzoeksteam heeft een nieuwe maatregel tegen namaak ontwikkeld, holografische kleurendruk, die zowel de fase als de amplitude van licht moduleert. Holografische kleurenafdrukken geven een gekleurd beeld weer onder omgevingswit licht door de amplitude van het licht af te stemmen, terwijl ze maximaal drie hologrammen onder rood projecteren, groene of blauwe laserverlichting. Dit werd bereikt door een nieuw type nanogestructureerde pixel te fabriceren die strategisch op een vlak is gerangschikt. Elke pixel fungeert als een verkeersdrempel (fasecontrole) en een wegblokkade (amplitudecontrole) voor licht. De dubbele functie van holografische kleurenafdrukken verhoogt de veiligheid en schrikt namaak af.

Universitair hoofddocent Joel Yang zegt dat de kleurpixels van het apparaat worden gemaakt door structurele gekleurde filters op faseplaten te leggen. Nanogestructureerde palen van verschillende hoogtes worden gebruikt als structurele gekleurde filters om de amplitude van het licht te moduleren. Het team ontwikkelde een computeralgoritme dat meerdere afbeeldingen als invoer gebruikt, en genereert een uitvoerbestand dat de posities van verschillende fase- en gekleurde filterelementen bepaalt. De holoscopische afdruk werd vervolgens gebeeldhouwd met behulp van een 3D-printer op nanoschaal. Het team gebruikte Luigi Russolo's schilderij Parfum (1910) als een kleurenafdruk die zichtbaar is onder omgevingswit licht. Verschillende diktes van gepolymeriseerde kubussen worden gebruikt om de faseplaten te moduleren en drie gemultiplexte hologrammen te vormen, geprojecteerd als een rode vingerafdruk, een groene sleutel, en blauwe letters met de tekst 'VEILIGHEID'. Al deze afbeeldingen waren ingebed in een enkele afdruk.

"De relatie van hologrammen bij de bestrijding van namaak is analoog aan antibiotica tegen infecties. Af en toe, er is nieuwe technologie nodig om vervalsers af te schrikken, aangezien de oude hologrammen gemakkelijker te kopiëren zijn, " zei Joel Yang. "Voor de eerste keer, meerdere hologrammen die kleurselectief zijn, worden 'geweven' tot een kleurrijk beeld met behulp van geavanceerde nanofabricagetechnieken. We hebben goede hoop dat deze nieuwe holografische kleurenafdrukken gebruiksvriendelijk zijn, maar onvriendelijk voor vervalsers:ze zijn gemakkelijk te verifiëren, maar moeilijk te kopiëren, en kan verbeterde beveiliging bieden in anti-namaaktoepassingen."