Способ записи рельефных голограмм

 

Союз Coii TclcNx

Соцмелмстмческми

Республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()750420 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18.04-78(21) 2606386/18-2 с присоелинением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 23.07.80. Бюллетень И 27

Дата опубликования описания 25.07.80 (51)М. Кл. 03 Н 1/18

Воударстееииый комитет

СССР

10 делам иэобретеиий и открытий (53) УД3(772.99 (088.8) (72) Автор изобретения

А. Ф. Федулов

Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения

АН СССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЗАПИСИ РЕЛЬЕФНЪ|Х

ГОЛОГРАММ

Изобретение относится к технике за= писи оптической информации на фототермо пластическом материале.

Известен способ записи рельефных голограмм на фототермопластическом материале, предусматривающий предваритель5 ный подогрев носителя перед зарядкой, экспонированием и проявлением jl).

Недостатком этого способа является повышенная деструкция фототермопласти о ческого материала под действием высокой температуры осаждающейся пыли,кислорода воздуха, зарядов, что приводит к увеличению шума. Для материалов на гибкой основе представляет значительную технологическую трудность создание электрода предварительного подогрева.

Известен способ записи рельефных голограмм на фототермопластическом материале с гибкой основой, предусматривающий зарядку, экспонирование взаимно когерентными сигнальным и опорным пучками и высокочастотное проявление N.

Недостатком этого способа является нестабильность параметров записи, связанная с разбросом величины сопротивления электропроводящего слоя и сложность устройства проявления.

Наиболее близким техническим решением является способ записи рельефных голограмм на фототермопластическом материале с гибкой основой включающий нанесение заряда экспонирования взаимно когерентными сигнальным и опорным пучками и тепловое контактное проявление $3).

Недостатком этого способа является разброс дтефракционных эффективностей голограмм, связанный с наличием остаточных механических напряжений в слоях.

При записи голограмм этим способом на носитель, не подвергнутый специальной обработке, снимающей механические напряжения, возникают "морозные" шумы. Эти шумы наиболее интенсивны ! при записи голограмм с дифракционной эффективностью выше 5%

3 7504

Цель изобретения - одновременное увеличение отношения сигнал/шум и дифракциошюй эффективности записываемых голограмм.

Для этого осуществляют дополнительный высокочастотный подогрев материала серий импульсов, прИчем частоту импуль сов дополнительного высокочастотного подогрева устанавливают равной частоте максимума механических потерь фототер- 10 мопластического материала в соответствии с зависимостью

2хrl О 11

15 где q — вязкость материала;

E и Š— соответственно обычный

Q модуль упругости и высокоэластичный модуль.

На фиг. 1 приведена схема для реализации способа; на фиг. 2 — форме и последовательность электрических импульсов на элементах схемы.

Обозначение на фиг. 1: электрод зарядки 1, фототермопластический материал 2 на гибкой основе, электроды 3 дополнительного высокочастотного подогрева, сигнальный и опорный пучки света 4, контактный проявляющий электрод 5, диафрагма 6.

Обозначение на фиг. 2: напряжение на З0 электроде а зарядки, на электродах б дополнительного высокочастотного подогрева, на затворе узла в экспонирования, на контактном проявляющем электроде г.

Схема работает следующим образом.

Подавая напряжение на электрод, зарядки (1-а) очувствляют фототермопластический материал 2. Для снятия механических напряжений в слоях фототермо- 40 пластического материала подают высокочастотное напряжение (f 10 МГц, Ц - 500 В) на электроды 3-6 дополнительного подогрева. Частоту импульсов высокочастотного подогрева., устанавли- 45 веют в максимуме механических потерь фототермопластического материала

Гв,7Г,, 50 гдето - Д - — ф

4 Е„ о p i время релаксации.

Очувствленный материал экспонируют известным способом (П-6), и с учетом

55 времени диффузии теплового импульса через основу включают напряжение на контактном проявляющем электроде 5-r.

20 4

Со стороны электрода зарядки электроды дополнительного высокочастотного подогрева экранируют диафрагмой 6, представляющей собой диэлектрическую пластину с фольгой из высокоомного материала.

Под действием высокочастотного напряжения в электропроводяшем слое выделяется тепловая энергия. Чтобы уменьшить потери света в электропроводящем слое, его толщину обычно деФ лают 60 А, что приводит к островковому характеру этого слоя. Островковый характер электропроводяшего слоя приводит к разбросу физических параметров материала слоя. Для облегчения режима работы электропроводящего слоя целесообразно использовать пульсирующий нагрев. Возникающие в электропроводящем слое тепловые импульсы генерируют в фототермопластическом материале и основе механические импульсы за счет изменения коэффициентов теплового расширения слоев. Так как высокочастотный подогрев осуществляют во время зарядки фототермопластического материала к механическим потерям добавляют потери электрические. Выделяемая при этих потерях энергия рассеивается в подложке и в окружающем пространстве.

Постоянная диффузия теплового импульса равна сР я с С =

Л- к где Д вЂ” толщина слоя; р — плотность; — удельная теплоемкость;

К, — теплопроводность и для фототермопластического материала толщиною 3 мкм составляет 20 мхс, для левсановой основы, толщиною .100 мкм 0,9 с. При такой разности толшин, фототермопластического слоя и основы передний фронт теплового импульса в фототермопластическом материале всегда короче заднего. При таком соотношении в скоростях нагрева и охлаждения не происходит закалки неравновесной структуры нагреваемого материала, а суммарный эффехт нагрева отдельными импульсами близок к эффекту нагрева одним длинным импульсом.

Механические напряжения в слоях фототермопластического материала складываются из внешних напряжений (кулоновские силы), термальных (различая в коэффициентах линейного расширения) и внутренних (полив, испарение раство, рителя) .

7504 20

Основные шумы фототермопластического материала связаны с наличием механических напряжений в "зеркальном слое, находящимся в контакте с электропроводяшим слоем. Для снятия этих на- S пряжений полимер надо нагреть. Длительный нагрев и повышенная температура приводят к деструкции полимера, поэтому нагревать необходимо за короткое время, не превышая температуры плавления. Для полного снятия напряжений процесс кратковременного нагрева (10 мкс) необходимо повторять до полного стирания "истории".

При увеличении дифракционной эффективности свыше 5% Обычно возникают шумы, связанные с разрывом (сжатием) термопластического слоя. Разрывы (сжатия) обычно возникают на границе надмолекулярных структур, где имеются градиенты напряжений. Такие шумы при фототермопластической записи носят название "морозных . Одной из мер, предотвращающей возникновение таких шумов, является предварительный подогрев материала, позволяющий снимать напряжения, разрушать надмолекулярные струхтуры и приводящий к диффузии дефектов из слоя.

Импульсный характер подогрева приводит к уменьшению потребляемой мощности, облегчает условия работы электропроводящего слоя, позволяет снять внутреннее напряжение в слоях фототермопластического материала без существен- 3s ной деструкции.

В качестве фотопроводника использовались слои полиэпоксипропилкарбазола сенсибилизированные 5% тринитрофлуоренона, с толщиной слоя 3-4 мкм. В ка- 40 честве термопластического слоя использовались алхилфенолформальдегидные смОлы, с толщиной слОЯ 4 1 мкм. Величина коэффициента диэлектрических потерь для этих материалов ь 0,05 ме- .45 ханических w 0,1. Материалы изготовлены на лавсановой основе (100 мхм) с толщиной элетропроводяшего слоя

0,006 мкм. Записывались голограммы фурье телефизионный тест таблицы 0249. Ы

Размер голограммы определялся щелью между электродами высокочастотного подогрева и не превышал 2 мм. Время. дополнительного подогрева равнялось времени зарядки и составляло 1,5 с. M

Время проявления 0,1 с. Частота вы- сокочастотных колебаний 10 МГц, длительность высокочастотного импульса не превышала 1Омкс, период следования тепловых импульсов е 50 мкм, мощность импульса - 12 Вт, средняя мощность

2,5 Вт.

Описанный способ позволяет уменьшить шум записываемых голограмм в несколько раз, позволяет увеличить дифракционную эффективность выше 5% без образования морозного шума. формула изобретения

Способ записи рельефных голограмм на фототермопластическом материале с гибкой основой, включающий нанесение заряда экспонирование взаимно когерентннма сигнальным и опорным пучками и тепловое контактное проявление, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью одновременного увеличения отношения сигнал/шум и дифракционной эффективности записываемых голограмм, в процессе записи осуществляют дополнительный высокочастотный подогрев материала серией импульсов.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что частоту импульсов дополнительного высокочастотного подогрева устанавливают равной частоте максимума механических потерь фототермопластического материала в сооТветствии с зависимостью где т — вязкость материала:

ЕΠ— обычный модуль упругости; — модуль высокоэластичности. л

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции Ло 2311491, кл.С 02 . В 27/00, g 03 Н 1/18, одублик. 1977.

2. СгeolePQ И ., spong Рлч. ТПеЪ про .

p0cxat1к где®о for Ь080дгарКс moording

„R. С . А . Aev. "

1972, 33, No1,,206-226.

3. Комаров В. А. Регистрация оптической информации на фототермопластический носитель с гибкой лавсаиовой основой. )Курнал научной и прикладной фотографии и кинематографии, 1977,22, % 2, 136 (прототип).

750420 ал» 4

Фиа!

Составитель Е. Артамонова

Редакдия Л. Лашкова Техред М. Келемеш Корректор В. Бутига

Заказ 4847/36 Тираж 526 Подаисаое

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4