基于数字微镜的彩虹全息微雕技术研究

摘要

微雕艺术是世界文明艺术史上的瑰宝，艺术内容丰富，具有极高的艺术价值。世界传统的微雕艺术作品种类繁多，雕刻精美、细致，色彩丰富。但这些微雕艺术作品绝大部分都是手工雕刻而成，容易失真，且精细微小的结构给微雕艺术工作者们带来极大的挑战，完成一件微雕艺术作品往往要花费很长的一段时间。由于微雕所用的材料和色料等原因，目前大部分微雕艺术作品容易褪色。因此，能够在短时间内制作出不易褪色的微雕艺术品，具有广阔的艺术和商业价值。
　　本文利用数字微镜器件（DMD）通过光学全息的方法进行彩虹全息微雕技术工艺的研究和探索。彩虹效果替代了颜料的作用,使微雕作品具有色彩效果；将图案进行一次性微缩，充分缩短了制作的时间周期并且解决了图像失真问题。针对本文研究内容提出了两种方案。第一种方案是频谱干涉法，即利用数字微（DMD）的光栅特性，经过成像透镜的傅里叶变换后，在透镜的后焦面上形成的频谱又在像面进行叠加，形成干涉条纹。此方案对光源相干性要求不高，在记录光路中无需狭缝和参考光，利用单光束激光和紫外光源，分别在国产天津-Ⅰ型全息干板和BP-218型正性光刻胶上制作出彩虹全息平面微雕图。第二种方案是数字光刻技术，用图形设计软件CorelDraw在图像中设计光栅结构的重复单元来模拟传统全息制作中物光和参考光干涉形成的干涉条纹。然后将图像在DMD上进行显示，通过精缩投影物镜将图像微缩在光刻胶上后，形成具有彩虹效果的微雕图案，白光再现时，会看到明显的彩虹。通过此方案不仅能够在光刻胶上得到微缩的图像，而且无需在全息平台上搭建复杂的记录光路，即使用单光束紫外光源就能够制作彩虹全息平面微雕图，使制作彩虹全息更为方便。
　　以铬版玻璃和不锈钢金属片基底，通过湿法刻蚀和电化学刻蚀的方法，将光刻胶上的微雕全息图转印到玻璃介质和不锈钢金属片上，从而达到对彩虹全息微雕图永久保存的目的。

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第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 微雕艺术的研究现状

1.3 本文研究目的

1.4 彩虹全息术的发展

1.5 数字微镜（DMD）装置在全息领域内的应用

1.6 本论文的主要研究工作及内容安排

第2章 数字微镜彩虹全息微雕原理

2.1数字微镜器件

2.2 数字微镜器件的衍射特性

2.3 数字彩虹全息微雕技术的记录原理

第3章 数字微镜彩虹全息微雕制作系统

3.1 引言

3.2 基于频谱相干的数字彩虹全息微雕光路系统

3.3 数字光刻彩虹全息微雕光路系统

3.4 全息微雕光路系统记录介质

3.5 图像制作软件

3.6 小结

第4章 数字彩虹全息微雕制作工艺

4.1 引言

4.2 全息干板基底数字彩虹全息微雕制作工艺

4.3 光致抗蚀剂上进行数字彩虹微雕工艺

4.4 全息记录介质彩虹微雕工艺的实验结果及分析

4.5 在金属和非金属材料上的数字彩虹全息微雕工艺

4.6 小结

第5章 总结和展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢

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