Для защиты металлических изделий от контрафакта — например, часов — часто используют голографические наклейки. Наклейки представляют собой структуры из полимера и металлической фольги с заданным набором дифракционных решеток — параллельных равноотстоящих друг от друга микроскопических штрихов. Благодаря решеткам наклейки переливаются разными цветами.
Такие метки создают типографическими методами — например, горячим тиснением фольгой. За одну минуту можно записать нескольких тысяч одинаковых оттисков. Однако, во-первых, это лишает их индивидуальности, а во-вторых, как и любую наклейку, метку можно удалить с поверхности, что снижает надежность защиты. Первое ограничение частично решают нанесением на них индивидуальных номеров, второе — полностью обойти пока не удавалось.
Ученые ИТМО предложили технологию, которая позволяет наносить защитные голограммы сразу на поверхность любого металла, причем каждая получается с индивидуальным рисунком.
«Мы начали проект с записи дифракционных решеток на разных поверхностях. Самую высокую эффективность решетки показали на металле, так как этот материал хорошо отражает свет в видимом диапазоне. Это свойство как раз и позволяет раскладывать световое излучение в спектр и получать красочные переливы. Затем на основе управления решетками мы научились создавать изображения с эффектами анимации и объема. Нам удалось это сделать без сложных оптических схем и приборов: для записи голограмм мы использовали только один лазерный пучок (с возможностью менять прямо в процессе его направление и поляризацию). В промышленности же используют интерференционные схемы — пересечение двух пучков, что требует дополнительных оптических элементов и настроек, поэтому цена и время изготовления там гораздо выше», – рассказывает Михаил Москвин, руководитель проекта, инженер Института лазерных технологий ИТМО.
Ученые модернизировали лазерную установку с помощью специально разработанных модуля управления излучением, который и позволяет получать нужные визуальные эффекты, и программы, связывающей шаблон защитной голограммы с режимами модуля. Создание индивидуальных меток состоит из трех этапов. Сначала ученые разрабатывают дизайн метки в графическом редакторе. Там же задают необходимые визуальные параметры: под каким углом картинка будет менять цвет, объем и форму. На втором этапе загружают макет метки в программу. Затем в лазерную установку помещают изделие, и под воздействием лазера на металл появляется отпечаток с заданными эффектами.
Пока технология автоматизирована процентов на 30%, сейчас для записи голограммы размером 2,5 см2 нужна примерно минута. Ученые продолжают эксперименты, чтобы повысить эти показатели. Также в будущем в метки внедрят дополнительные уровни защиты, которые будут считываться специальными приборами, — например, по аналогии отпечатков пальцев структура голограмм будет неклонируемой.
Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда (проект № 21-79-10241).
