Способ записи стационарных голограмм

 

Изобретение относится к голографии и может быть использовано для регистрации оптической информации и получения голографических элементов , работающих в видимой и ИК областях спектра. Цель изобретения - повысить значения.дифракционной эффективности ии чувствительности голограмм г достигается тем, что на тонкопленочный регистрирующий материал , помещенный в область пересечения когерентных световых пучков, направляют пучки со стороны подложки, которая выполнена прозрачной с де фектным промежуточным слоем на границе пленка-подложка, а толщину пленки d выбирают из условия d 1 /о(, где el - коэффициент поглощения материала пленки на длине волны записывающих оптических пучков, 1 т. (Л с

„„SU„„3457629 А1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИстиЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИН (Sl) 5 G 03 Н 1/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.;:У. ",-„

О ..:.t- S (h

° В . !

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г 430

0CVAAPCTBEHHblA НОЦИ ГТ

11О WaOS WSu g ОтИП.И,НМ

ПРИ ГКНТ СССР (46) 30.09,90.Бюл. Ф 36 (21) 4249380/31"25 (22) 27.05.87 (71) Институт физики АН УССР (72) T.A.Àêîïÿí, А,В Савчук, И.И.Пешко, Е.Н,Салькова и И.С.Соскин (53) 772.99 (088,8) (56) Савчук А.В. и др. Голографическая запись на тонких пленках фтало- . цианина меди..УФЖ, 1981, 26, И 4, с. 1033-1035.

Комар А.П. и др. Голографические решетки на тонкой металлической пленке. - Оптика и спектросколия, 23, вып.5, 1967, с.827-828. (54) СПОСОБ ЗАПИСИ СТАЦИОНАРНЫХ Г0ЛОГРАИИ (57) Изобретение относится к гологра1

Изобретение относится к голографии, а именно к способам записи стационарных голограмм с помощью излучения импульсных лазеров, и может быть использовано для регистрации оптической информации и получения голографических элементов (рельефных голографических решеток, линз, светоделителей, корректоров), работающих в видимой и ИК областях спектра,.

Цель изобретения - повышение дифракционной эффективности и чувствительности к записи, .

На чертеже изображена оптическая схема для записи стационарных голограмм.

Схема представляет собой обычную двухлучевую схему, состоящую as им" фии и может быть использовано для регистрации оптической информации и получения голографических элементов, работающих в видимой н ИК областях спектра. Цель изобретенияповысить значения.дифракционной эффективности и чувствительности голограмм вЂ, достигается тем, что на тонкопленочный регистрирующий материал, помещенный в область пересечения когерентных световых пучков, направляют пучки со стороны подложки, которая выполнена прозрачной с дефектным промежуточным слоем íà границе пленка-подложка, а толщину пленки d выбирают иэ условия d ) 1И, где Ы - коэффициент поглощения материала пленки на длине волны записывающих оптических пучков. 1 ип.

1

1 пульсного лазера 1, светоделителя 2, 1яв плоских зеркал 3 и регистрирующего материала 4. Регистрирующим матерна- р лом служат тонкие пленки, нанесенные на прозрачные подложки, причем записывающие пучки направляют на регистрирующий материал со стороны подложки. При таком способе записи дос- 1© тигают максимальных значений дифракционной эффективности голограмм при низких пороговых плотностях записи, Таким образом повышается чувствитель-,Ф ность материала к записи голограммы. й.

При воздействии лазерного излучения на регистрирующую среду со стороны подложки происходит нагрев нижнего слоя пленки, находящегося в непосред- ственной близости от подложки. При

7629

55 з 145 этом происходит испарение материала в ограниченной области между подложкой и верхними слоями пленки, что приводит к резкому росту давления в этой части пленки, она разрушается и удаляется с подложки. При этом толщина пленки, определяющая дифракционную эффективность решетки, суще ственно больше испарившейся части пленки. В отличие от способа записи стационарных голограмм непосредственно на поверхности пленки в предлагаемом способе удаляющиеся с подложки продукты распада не экранируют освещенную область и не препятствуют эа" писи голограммы (не снижают чувствительности к записи). Кроме того,, укаэанные продукты не оседают на со" седние штрихи записанной решетки, что также улучшает ее качество. К повьш1ению чувствительности приводит и нанесение на поверхность подложки, граничащую с пленкой, некоторого количества дефектов, которые являются центрами активного испарения материала пленки, Это могут быть нанесенные механическим способом мелкие царапины, шероховатости подложки, мелкодисперсные вкрапления инородного материала или искажения структуры пленки (например, кристаллические дефекты) и т.п. При этом следует, учесть, что толщину пленки выбирают иэ условия d„> 1/8, где d - толщина пленки, d- коэффициент поглощения материала, пленки на длине волны опт тических пучков. Ограничение толщины связано с тем, что при:,d Ñ1/d пленка достаточно прозрачна, прогревается равномерно и нет существенного различия в плотностях энергий при записи непосредственно на ее поверхности или через подложку. В то же время пленки очень малых толщин получать технологически сложнее. Кроме того, малые толщины, естественно, ограничивают дифракционную эффектив" ность голограмм, I

Примеры конкретного выполнения способа.

1) Излучение рубинового лазера с длиной волны 0,69 мкм с модулированной добротностью (длительность импульса 40. нс) направляли на светоделитель, где оно расщеплялось на два пучка примерно одинаковой интенсивности, которые направляли на регистрирующий материал, Для сравнения пучки сначала направляли непосредствеино на регистрирующий материал, а затем со стороны подложки, как показано на фиг.1.

В качестве регистрирующего материала испольэовали пленку СиРс толщиной 1 мкм, площадью 6 см . Пленки

СиРс получали методом вакуумного напыления при давлении 10 Торр. Перед напылением поверхности подложки делали шероховатой.

В первом случае голограммы запи" сывались в результате воздействия излучения на пленку СиРс. Такое воздействие проявляется в локальном изменении толщины пленки в результате испарения вещества, т.е. в образовании рельефа на ее поверхности. Плотность энергии излучения в плоскости пленки 6-10 Дж/см . При этом на пленку записывается голограмма с дифракционной эффективностью 1%. При плотности энергии меньше 6 10 2 Дж/

/см голограмма не записывается. Та" ким образом, пороговая плотность энергии 6 .10- Дж/см представляет собой чувствительность пленки СиРс.

Во втором случае, когда записывающие голограмму пучки направляли на пленку СиРс, со стороны подложки, резко повышалась дифракциоиная эфФективность (1 10%) при пороговых плотностях энергии записи 3

10- Дж/см . Таким образом, при одновременном увеличении 1 в 10 раз чувствительность к записи возрастает в двадцать раз.

2} Голограмму записывали таким же способом, как в примере 1. В качестве регистрирующего материала использовали пленку Cd Hg,„ Òå, полученную методом быстрого испарения в вакууме, толщиной 2 мкм, площадью

6 см . Плотность энергии излучения на поверхности пленки составляла

5 10 Дж/см при дифракционной эффективности 1%. При записи голограммы со стороны подложки плотность энергии 0,5 10 Дж/см . При этом дифракционная эффективность голограммы достигает значений 10%., 3) Голограмму записывали таким же способом,как в примерах 1 и 2.

В качестве регистрирующего материала использовали пленку СеБе „, „Hi„, полученную.методом дискретного термического испарения в вакууме, толщиной

4 1 мкм, площ .дья 7 см . Плотность а 1/г, где Ы вЂ” коэффициент поглощения материала пленки на длине волны, записывающих оптических пучков.

Формула изобретения

Способ записи стационарных голограмм путем помещения регистрирующего. .материала, состоящего из тонкой

Составитель Е.Дорофеевв

Редактор Г,Федотов Техред M Ходанич

Корректор N,Ïoæo

Тираж 383

Заказ 3335

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

5 1457629 6 энергии излучения на поверхности пленки на подложке, ав область пепленки 1 ° 10- Дж/см 1 -5X. При зепи- ресечения когерентных ойтических лучси со стороны подложки - 4 10- Дж/ ков, отличающийся тем, /см и 1-15Х- что, с целью повышения дифракционной

Использование предлагаемого спосо- эффективности и чувствительности к

5 ба записи стационарных голограмм записи, пучки направляют на материал обеспечивает достижение максимальной со стороны подло ки, выполненной дифракционной эффективности прн поро- прозрачной.и с дефектным промежуточ" говых значениях плотностей энергии 1,1 ным слоем,нв границе пленка-подложка, записи, т.е. позволяет значительно причем толщину пленки d выбирают иэ снизить энергозатраты нри записи. условия