Устройство для копирования голографических дифракционных решеток

 

Изобретение относится к прецизионному измерению линейных перемещений, а также систем хранения информации и может быть использовано в станкостроении, измерительной микроскопии, метрологии, спектроскопии, голографических запоминающих устройствах, голографическом кино и телевидении. Устройство содержит источник когерентного излучения, коллимирующую систему, оригинал и подложку с фоточувствительным слоем, обращенными друг к другу регистрирующими слоями, жестко связанные между собой. С целью получения копий длиной, большей выходной апертуры коллимирующей системы, в него дополнительно введено зеркало, выполненное с возможностью перемещения вдоль длины оригинала и установленное между коллимирующей системой и оригиналом. Зеркало установлено под углом 45° + 22O/4, где 22O - угол между осями плеч интерферометра, используемого при записи оригинала.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,80„„1615657 А 1

° (51)5 С 02 В 5/18, 5/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗО6РЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3479851/18-10 (22) 06 ..07.82 (46) 23.12.90. Бюп. Р 47 (71) Ленинградский институт ядерной физики,им. Б.П. Константинова (72) Б.Г. Турухано (53) 535.853.31(088.8) (56)1 Оптика и спектроскопия, 1971, то 30е У 2е се 345 °

42.Журнал научной,и прикладной фотографии и кинематографии, 1975, т. 20, У 6, с. 416. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОПИРОВАНИЯ ГОЛОГРАФИЧЕСКИХ ДИФРАКЦИОННЫХ

РЕШКТОК, содержащее источник когерент ного излучения, коллимирующую систему, оригинал и подложку с фоточувИзобретение относится к прецизионному измерению линейных перемещений, а также систем хранения информации и может быть использовано в станкостроении, измерительной микроскопии, метрологии, спектроскопии, голографических запоминающих устройствах, голографическом кино и телевидении.

Известно устройство для получения копий голограмм, состоящее из голо граммь -.матрицы,на которую нанесена жидкая синтетическая полиэфирная смола, и стеклянной подложки. Работа его основывается на использовании рельефа фотозмульсионного слоя (1) .

Недостатками указанного устройства являются наличие фазовых искажений вследствие неоднородности слоя

2 ствительным слоем, обращеннымн друг к другу регистрирующими слоями, жестко связанные между собой, о тличающееся тем, что, с целью получения копий длиной, большей выходной апертуры коллимирующей системы, в него дополнительно введено зеркало, выполненное с возможностью перемещения вдоль длины оригинала и установленное между коллимирующей системой и оригиналом.

2. Устройство по и. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что зеркало установлено под углом 45 + 9/4, где

8 - угол между осями плеч интерферометра, используемого при записи оригинала. смолы, образованного при полимеризации, а также необходимость обрабатывать вредными легко улетучивающнмися веществами подложку и оригинал.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для интерференционного копирования микроголограмм, которое содержит источник когерентного излучения, коллимнрующую систему, неподвижный оригинал и подложку с регистрирующими". слоями, обращенные друг к другу эмульсиями и жестко свяванные меясу собой (2).

Недостатком известного устройства является то, что оно обеспечивает копирование в пределах апертуры выход, ной линзы коллимирующей системы, к которой в случае презиционного ко16156 57 пнрования предъявляются повышенные требования к аберрациям (менее ф/10), что весьма затруднительно.

Пелью изобретения является получение копии голографической дифракп ионной р ешет ки б ол ьше а пе р туры выходнойй линзы коллимнрующей системы.

Поставленная цель достигается тем, ч о в известное устройство для копир вания голографических дифракционн ас решеток, содержащее источник ког рентного излучения, коллимирующую с стему, оригинал и подложку с фоточ вствительным слоем, обращенными д yr к другу, регистрирующими слояжестко связанные между собой„ д полнительно введено зеркало, вып лненное с возможностью перемещея вдоль длины оригинала и установленное между коллимирующей системой и оригиналом.

При этом угол наклона зеркала к оси составляет (45" + О /4), где

Ф вЂ” угол между осями плеч интерферометра, используемого при записи ориr нала „

На фиг. 1 представлена принципиф ьная Оптич ес кая схема ус тр ойс тва; на фиг . 2 — схема относительного расположения зеркала и подложки.

Принципиальная оптическая схема у тройства состоит из источника 1 когерентного излучения, кол.)мматор 2, 3, зеркала 4 с возможностью и ремещения вдоль неподвижного ориг нала 5, причем зеркало установлено и д углом к Оригиналу9 подлОжки 6 с фоточувствительным слоем, на кото. ром будет записываться копия, Оригин ал и подложка обращены друг к другу, регистрирующими слоями, закреплены неподвижно и размещены горизонтально, Устройство работает следующим образом.

Луч от источника 1 излучения после прохождения через коллиматор 2, 3 падает на зеркало 4. Отражаясь от зеркала, луч падает под углом 8 /2 к, нормали и поверхности оригинала.

Проходя через оригинал, световой луч

Модулируется в соответствии с ампл итудно-фазовым распределением ориг инала, дифрагируя на. нем, и интерфе@ирует с недифрагированным лучом в т лоскости фоточувствительного слоя копии.. При этом создаются стоячие волны, тождественные стоячим волнам, в которых записывалась решетка-оригинал,, Они регистрируются копией. Зеркало 4 перемещается вдоль оригинала со скоростью V, засчечивая всю длину оригинала и копии. Это эквивалентно освещению оригинала коллимированным пучком света с апертурой. равной длине перемещения зеркала, Скорость V опр ед еля ется э ксп ериментал ьно, ucxoi0 дя из требований засветки фоточувст- вительного слоя, соответственно с его характеристикой кривой фоточувствительности для получения максимальной дифракционной эффективности (g „(„с ) . Значение k = 45 + О/4 является также оптимальным для получения (k „Экспериментально найдено, что наибольшая дифракционная эффективность получается, когда копия за20 писывается под тем же углом, к своей нормали, под которым записывался оригинал. Угол наклона зеркала к оригиналу в зависимости от угла между осями пучков B интерферометре

25 при записи оригинала определяется по приведенным зависимостям с учетом обозначений на фиг, 2.

218 + f 18(1, (1)

30 180 — 90 — — ° (2)

О (2 8

Из уравнения (1) g=

Подставляя значение из (2), f получают

=5 о 9

g = 45 + — .

Так как зеркало имеет возможность перемещения вдоль оси подложки, ко40 пирование в предлагаемом устройстве осуществляется в непрерывном режиме.

B Ленинградском институте ядерной физики с помощью данного устройства получена копия с длинных голографи45 ческих дифракционных решеток „ Длина оригинала составляла 700 мм, частота

1000 лин/мм, точность 0,4 мкм на всю длину. Апертура освещающего коллиматора 150 мм. Линейный участок

50 равен 70 мм. Длина копии большЕ чем апертура выходной линзы освещающего коллиматора, Таким образом, предлагаемое устройство для копирования голографических дифрационных решеток по сравнению с лучшими образцами аналогичного назначения позволяет производить интерференционное копирование голографических дифракционных peme1615657

Составитель Л. Перебейносова

Техред М.Дидык Корректор С.Черни

Редактор А. Шандор

Заказ 3985 Тираж 463 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101 ток длиной большей чем апертура выходной линзы коллимирующей системы, что дает возможность изготавливать копии большой длины, В настоя6 щее время коллимирующие объективы (линзы) небольшой апертуры доступны в изготовлении и широко выпускаются промышленностью.