10.6. Голографічний документ

Голограма (грец. holo — весь, повний; grapho — пишу і gram­ma — запис) — зареєстрована у голографії³⁶ на фотопластинці інтерференційна³⁷ картина, утворена двома когерентними³⁸ пучка­ми світла: один іде від джерела (опорний пучок), інший відобра­жається від об'єкта, освітленого тим самим джерелом (предмет­ний пучок).

Джерелом когерентного світла є лазер. Для відновлення зображення предмета за допомогою голограми її висвітлюють таким самим опорним пучком, що був використаний для запису голограми.

За допомогою голографії можна одержувати об'ємні зобра­ження, які створюють повну ілюзію реальності предметів: зо­рове відчуття об'ємності, кольору (включаючи всі відтінки кольорів) і ракурсу. Зображення предмета є настільки повним

'" Голографія — це метод точного записування на фоточутливому матеріалі всієї інформації про відображене від об'єкта випромінювання, відтворення та пе­ретворення хвильових полів, що дозволяє отримати об'ємне зображення.

³⁷ Інтерференція (від латин, inter — взаємно, між собою; ferio — вдаряю, вра­ жаю) — накладання хвиль, при якому в різних точках спостерігається посилення чи послаблення амплітуди коливань. Інтерференція спостерігається у хвиль довільної природи — поверхневих (на воді), поперечних та повздовжніх звукових, електромагнітних (світло, радіохвилі) тощо.

Найпростішим випадком інтерференції є накладання двох гармонічних хвиль з однаковою частотою і поляризацією (напрямком).

Явище інтерференції використовують, наприклад, у радіотехніці і акустиці для створення складних антен. Особливе значення інтерференція має в оптиці, будучи основою оптичної та акустичної голографії.

³⁸ Когерентний — взаємопов'язаний. Когерентні промені — пучки світла, що надходять до місця їх інтерференції від одного джерела різними шляхами, коли не змінюється у часі різниця між їх оптичними шляхами.

201

і правдоподібним, що спостерігач сприймає його як реальний предмет.

При запису способом голографії кожна точка об'єкта, що опромінюється, випускає розсіяну хвилю, яка падає на всю пове­рхню голограми. У результаті будь-яка точка голограми запам'ятовує весь об'єкт: якщо розбити фотопластину, на якій зареєстрована голограма, будь-якої її частини достатньо для то­го, щоб відновити зображення об'єкта в трьох вимірюваннях. Це нагадує ситуацію, коли розбивають об'єктив. За допомогою будь-якого з його уламків можна отримати зображення предмета.

Голограма — це надскладна мікроструктура, що створює візуальне відчуття об'ємності зображення. Запис голографічної інформації здійснюють у процесі лазерної інтерференційної зйомки. На фотопластину одночасно із «сигнальною» хвилею, розсіяною об'єктом, спрямовують «опорну» хвилю від того са­мого джерела світла. Інтерференційна картина, що містить інформацію про об'єкт, фіксується на світлочутливій поверхні (голограмі). Під час опромінювання голограми або її ділянки опорною хвилею можна побачити об'ємне зображення об'єкта.

Якість зображення залежить від монохроматичності ви­промінювання лазера і роздільної здатності фотоматеріалів, що використовують для отримання голограм. Якщо спектр випромі­нювання лазера широкий, то узагальнююча інтерференційна картина буде нечіткою і розмитою. Тому для виготовлення голог­рам застосовують лазери з дуже вузькою спектральною лінією випромінювання. На якість голографічного зображення вплива­ють умови зйомки, розрізнювальна здатність фотоматеріалів.

Зовнішньо голограма нагадує засвічений фотографічний нега­тив, на якому немає жодних ознак «сфотографованого» предмета. Проте достатньо освітити голограму променем лазера, як з'яв­ляється об'ємне зображення. Предмети видно в глибині фотоплас-тини, як відображення у дзеркалі. Ця технологія дозволяє отриму­вати елементи з надзвичайно яскравим і чітким зображенням.

Голограму можна виготовити й іншим способом, завдяки яко­му об'ємне зображення можна побачити і при звичайному світлі.

Голограма є найновішим носієм об'ємного зображення. Це оптичний об'єкт, який змінює кольори за всім райдужним спектром видимого діапазону світла в разі зміни кута зору спо­стерігача, може змінювати форму й видимі розміри зображень (анімація об'єктів голограми), може бути об'ємним.

Голограма перешкодостійка, псування її окремих частин не призводить до втрати всього зображення. Оскільки колена точ-

202

ка об'єкта записується практично на всій площі голограми, подряпини, пил, сторонні потрапляння в емульсію спричиня­ють лише незначні погіршення зображення і зниження його яскравості. Не має труднощів у фокусуванні, оскільки гологра-фується не сфокусоване зображення, а хвильовий фронт об'єктного проміння.

Виробництво голограм — це наукомісткий процес, який роз­починають з технологічно складного процесу виготовлення мат­риці. Потім виготовляють майстер-матрицю, а з неї — робочу копію (шим), за допомогою якої відбувається процес тиражу­вання. Кожну голограму розробляють лише один раз. Для ви­готовлення подальших тиражів використовуються результати попереднього розроблення.

Оскільки голограма дозволяє записувати зображення аж до фазових складових світлового променя, то на ній можна збе­регти тривимірну інформацію про об'єкт зйомки. На сучас­ному етапі цю технологію використовують у зчитувачах штри­хового коду, звукознімачах для оптичних дисків і т. п., також її можна успішно використовувати для перетворення інфор­мації в оптичних комп'ютерах.

Голограму можна використовувати для найрізноманітніших цілей. На одну голограму можна нанести до 150 зображень, причому ці зображення цілком не заважають один одному під час їх відтворення. Необхідно лише витримувати кут, під яким кожне зображення записувалося.

На квадратному сантиметрі поверхні плівки можна вмісти­ти 100 млн біт інформації. А на пластинку калієброму роз­міром 2,5 х 2,5 х 0,2 см можна записати близько 300 тисяч зоб­ражень документальної інформації, приблизно цілий фонд великої бібліотеки.

Застосування голографії дозволяє автоматизувати й істотно прискорити пошук інформації в архівах місткістю до 108-109 сторінок документа (час доступу менше однієї секунди).

В теперішній час застосовують техніку мультиплікації для створення безлічі однакових голограм, зокрема, в разі виготов­лення кредитних карток. Вже отримані експериментальні ре­зультати і розроблена апаратура для голографічної мініатюри­зації документів із кратністю зменшення до 200 .

Винайдення голограм має величезне значення. Обчислюваль­на техніка, що розвивається, вимагає довготривалих запам'я­товувальних пристроїв з великою ємністю пам'яті. Електронна

203

пам'ять успішно справляється з цією роботою. Але ще більше підходять для цих цілей голографічні системи пам'яті.

В теперішній час поширюється використання образотворчої голограми для створення стаціонарних пересувних виставок. Переведення в голографічну форму вимагають тисячі книг, се­ред яких багато унікальних (інкунабули, палеотипи тощо), що мають величезну історичну, художню і соціально-культурну цінність, а також книги великих розмірів, старі, нетранспорта­бельні з різних причин. Голографія як вид репродукції дозво­лить створити ефект присутності, передати об'єм, колір, факту­ру, глибокий рельєф та інші особливості документа, не вивозячи його за межі бібліотеки чи інформаційного центру.

Голографічну технологію використовують також для маркування промислової продукції. Залежно від призначення промислові голограми можуть бути іміджевими чи захисними.

Іміджеві голограми використовують для покращення імі­джу торгової марки, підвищення рівня впізнанності продукції та досягнення особливої позиції на ринку порівняно з конку­рентами. Об'ємність, райдужна гра кольорів, розмаїтість оп­тичних ефектів визначають привабливість і впізнанність про­дукції.

Захисні голограми, або захисні голографічні елементи за­безпечують найвищий рівень захисту продукції від підробок.

Сьогодні у світі найбільш широко використовують кілька видів голографічних захисних елементів. Вони вирізняються за рівнем захищеності, складністю виконання, за зовнішнім ви­глядом і матеріалами, що використовують для їх виготовлення.

Зїї-голограми відтворюють об'ємне зображення реального об'єкта. Для їх запису необхідний реальний об'єкт чи його модель у масштабі 1:1. Такі голограми повністю передають мальовничість і тривимірність об'єктів, однак їх стійкість до оптичного копіювання не дуже висока. ЗБ-голограми широко використовують для позв'язання комплексних задач захисту і створення іміджу торгових марок.

2Dі'ЗБ-голограми містять кілька площин зображення, які візуально розташовані одна з'ї іншою і створюють ефект триви­мірності. Даний тип голограм захищають від оптичного копі­ювання шляхом введення в структуру захисних голографічних елементів спеціальних графічних елементів та оптичних ефек­тів. Голограми цього виду часто використовують для захисту товарів, документів і бланків суворої звітності.

204

Dot-Matrix-голограми не вимагають наявності об'єкта чи йо­го моделі. Ця технологія дозволяє реалізувати в дизайні найсмі-ливіші ідеї. Зображення має особливу яскравість, контрастність і чіткість, що однозначно вирізняє захисні голографічні елемен­ти цього виду серед інших. Наявність оптичних ефектів, недо­сяжних для інших технологій, робить голограми Dot-Matrix чу­довим захисним елементом для найвідповідальніших завдань.

Комбіновані голограми передбачають поєднання в одній голо­грамі Кількох вищевказаних технологій. Часто залежно від спосо­бу поєднання технологій розробки, таким голограмам привласню­ють назви. Так з'явилися назви «комбіграма», «геліограма» тощо.

Голографічні захисні елементи містять ключові ознаки, які за прихованістю мають такі рівні:

• Р1 — усі ключові ознаки можуть бути визначені візуаль­ но без використання допоміжних технічних засобів;

• Р2 — ключові ознаки, які візуально непомітні і для вияв­ лення яких достатньо використання звичайних технічних за­ собів і методів;

• РЗ — ключові ознаки, які візуально непомітні, а їх вияв­ лення можливе лише за допомогою спеціальних технічних за­ собів чи методів.

Для посилення захищеності рівня Р1, а також для забезпе­чення оперативного попереднього контролю справжності голо­графічних захисних елементів рівнів Р2 та РЗ використовують різноманітні способи додаткового захисту:

• текстове маркування і/чи нумерацію голографічних за­ хисних елементів;

• фрагменти, що контрастують за своїми оптичними чи фізичними характеристиками з іншим зображенням (деме- талізовані, матовані тощо);

• запис зображення в різних площинах, наприклад, ортого­ нальних («схрещені решітки»);

• спеціальні оптичні ефекти;

• одночасно в одному голографічному захисному елементі кілька зображувальних технологій (2D/3D, технологія DOT-Matrix, електронна літографія, лазерна літографія тощо).

Текстове маркування голографічного захисного елемента здійснюють шляхом введення в зображення індивідуальної текстової інформації для кожної партії об'єктів, що захища­ють. Застосування індивідуальної нумерації голографічного захисного елемента надає додаткову можливість системного контролю за їх використанням.

205

Спеціальні оптичні ефекти (кінетичні, анімаційні тощо) спричиняють рух зображення та зміну його характеристик у разі зміни умов освітлення чи спостереження голографічного захисного елемента.

Залежно від мети застосування голограми виготовляють як самоклейні етикетки, фольгу гарячого відтискання чи плівку для ламінування.

Самоклейна етикетка «аплікація» — це голографічний елемент, який наносять на будь-який предмет як звичайну клейку етикетку, але в разі спроби її від'єднання від предмета вона руйнується. Самоклейні етикетки виробляють на силіко­новому папері. Етикетки можна наносити на предмет вручну чи за допомогою спеціальних пристроїв.

Фольга гарячого відтискання складається з поліестрової основи, на яку нанесено шар захисного лаку, металізований шар, що містить голографічне зображення, і клейовий шар. Після припресування захисних голографічних елементів на до­кумент на ньому лишається тонкий (5—10 мікрон) шар металі­зованого лаку, який і містить голографічне зображення. Такий захисний елемент неможливо відділити від основи і перенести на інший документ, не зруйнувавши його. Для нанесення індивідуальних голографічних елементів прес повинен мати спеціальний пристрій для точного позиціонування голограм.

Голографічну фольгу з безперервним малюнком можна на­носити на будь-якому припресувальному обладнанні (від настільних офісних до промислових пресів). У процесі розроб­лення голографічних елементів беруть до уваги всі чинники технологічного процесу їх нанесення: враховують властивості матеріалу, на який будуть наносити голограму, проводять тес­ти для визначення оптимального складу клейового шару.

Голографічне зображення також формують на прозорій плівці, яка може використовуватися для ламінування документів. Для нанесення такої плівки можна застосовувати звичайні ламінатори.

Голограма може бути плоскою чи об'ємною. Чим більше об'єм голограми (товщина світлочутливої плівки), тим краще реалізуються всі її властивості.

ПИТАННЯ ДЛЯ САМОПЕРЕВІРКИ

1. Що таке перфорований документ, які його особливості?

2. Що таке мікрографічний документ та які його різновиди?

3. Які ознаки має магнітний документ?

206

4. У чому полягає відмінність міме жорстким і гнучким магнітними дисками?

5. Які є відмітні особливості оптичного документа та які його різновиди?

6. Що таке голограма та яке її призначення?

7. Які є види голограм?

Література: 11; 16; 17; 18; 19; 31; 59; 74; 78; 90; 108; 118; 126; 149.