基于亚波长光栅防伪器件的研究

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1、分类号学号M201372505学校代码10487密级硕士学位论文基于亚波长光栅防伪器件的研究学位申请人：李一学科专业：电子与通信工程指导教师：夏金松教授答辩日期：2015.5.21ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchontheAnti-counterfeitingDevicesBasedonSubwavelengthGratingCandidate:YiLiElectronicsandMajo

2、r:CommunicationEngineeringSupervisor:Prof.JinsongXiaHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文

3、版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要随着高精度数字扫描和3D打印等技术的出现，传统的防伪产品逐渐不能起到防伪作用，这使得不法分子有机可乘，各种各样

4、的假冒伪劣商品流入市场。这些假冒伪劣商品的出现，不仅会危害到消费者的利益，甚至还会危害到国家的利益。因此技术创新，提高防伪产品的防伪能力非常重要。本论文主要通过微纳加工工艺制作高精度的亚波长光栅结构，利用导模共振的滤波效果实现零级衍射光变图像以及真彩色光变图像。本文首先介绍了导模共振的基本原理，提出了利用导模共振效应制作光变图像的方案；然后分析了亚波长光栅结构产生导模共振的机理，采用软件模拟分析其光谱共振特性，研究了不同参数的变化对共振峰的影响；再建立了耦合波方程组并实现了亚波长光栅衍射效率的算法，通过遗传算法对亚波长结构进行优化，得到了反射效率更高的结

5、构；最后采用电子束曝光、感应耦合等离子体刻蚀和纳米压印等工艺制备了亚波长光栅结构，并采用反射式测试系统对样片进行测试和分析，验证了亚波长光栅防伪的方案和真彩色合成的方案。本文利用导模共振的滤波效果设计了一种亚波长光栅防伪器件。这种防伪器件在微观上由高精度光栅结构组成，难以仿造；宏观上可以获得图案色彩互换的视觉效果，具有激光全息防伪所无法达到的视觉效果。关键词：光学防伪亚波长光栅导模共振全局优化I华中科技大学硕士学位论文AbstractDuetotheprogressofhigh-resolutiondigitalscanningequipmentand3

6、Dprintingtechnology,thesaftyleveloftraditionalanti-counterfeitingsecurityproductsisdeclining,andcannotplayaimportantroleinanti-counterfeiting.Allkindscounterfeitgoodsfloodintothemarketleadingtogreatharmtotheinterestsofconsumers,andlossofnationaleconomy.Newtechnologyisimportanttoi

7、mprovethecapabilityofsecurityproducts.Thispaperproposesanovelmethodofanti-counterfeitingbasedonsub-wavelengthgratings.Sub-wavelengthgratingsandtrue-colorimagesareexperimentallyfabricatesbasedontheelectronbeamlithography,dryetchingandnano-imprinting.Firstly,thebasicprincipleofguid

8、edmoderesonanceandthemethodtorealizeopti