Материал для записи голограмм

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<>788070 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.1178 (21) 2684965/18-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15,1280. Бюллетень ¹ 46

Дата опубликования описания 15.12.80 (53)M. Кл.з

G 03 Н 1/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 772.99 (088.8) (72) Авторы изобретения либера лотар (ГДР), и . и. погорецкий, Ридель I"îòтфрйд (ГДР)

A.Â.Ñàâ÷óê, Е.Н.Салькова (СССР), М.С.Соскнн (СССР) и Хаманн Клаус (ГДР) Институт физики AH Украинской ССР и Высшая техническая школа в г. Карл-Маркс-Штадт (ГДР) (73) Заявители (54) МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЭАПИСИ ГОЛОГРАММ

Изобретение относится к голографии, а именно к регистрирующим средам для записи стационарных голограмм с помощью излучения неодимового и рубинового лазеров, и может быть исполь- 5 эовано для регистрации оптической информации и получения голографических элементов (рельефных голографических дифракционных решеток, линз, светоделителей, корректоров),пригодных в lO ,видимой и ближней ИК-области спектра.

Одной из основных задач голографии, является поиск высокоэффективных регистрирующих сред. Под высокой эффективностью подразумевается не только 15 обеспечение высоких значений таких основных параметров, как чувствительность, дифракционная эффективность и разрешающая способность, но и наличие ряда не менее важных свойств таких, 20 как стабильность во времени, короткие времена записи, большое соотношение сигналов (шум, устойчивость к лазерному излучению и др), Основными требованиями являются 25 также технологичность и простота из« готовления регистрирующей среды, что определяет воэможность изготовления носителя информации большой площади. 30

Особо актуальным является поиск регистрирующих сред для ИК-области спектра, максимально удовлетворяющих укаэанным выше требованиям, поскольку в ИК-области спектра отсутствуют эффективные регистрирующие среды.

Известен ряд регистрирующих сред, чувствительных в ИК-области спектра, К ним относятся металлические пленки, полупроводниковые материалы, органические фотохромные материалы, термопластики, желатиновые, слои.

Яаилучшими по основным параметрам являются металлические плен ки висмута, имеющие достаточно высокую чувствительность порядка 10 Дж/смз в широкой области спектра, в том числе и в ИК-области (1).

Недостаток пленок Bi является окисление !слоев в атмосфере, что приводит .к изменению их физических свойств.

Чувствительность полупроводниковых

l материалов типа GeAs Te составляет также 10" . Дж/см (2) . Однако голографическая запись осуществлена в спектраль ной области 0,8 мкм, данных о голо-. графической записи излучением более длинных волн не имеется.

788070. В спектральной области порядка

1 мкм известна запись динамических голограмм на кристаллах Si, CdSe (3) .

Регистрация гоЛограмм осуществлена также на желатине, который чувствителен в широкой спектральной области. однако чувствительность его в ИК-области спектра (3 мкм) значительно умень.шается и составляет примерно ,5 10 Дж/см (4).

Недостатком этого материала являет-1р

1 ся необходимость дополнительной обработки после экспоэиции,а также набухание регистрирующего слоя во влажной атмосфере,что приводит к искажению записанной информации.

Термопластические материалы (например, поливинилкарбазол) имеют хорошие параметры для записи в видимой области спектра. При сенсибилизации термопластиков флюореновыми красителями возможна запись информации и в 39

ИК-области спектра.. Полученные рельефные голограммы имеют относительно высокие параметры: чувствительность

10 Дж/см, разрешающую способность

500 лин/мм, дифракционную эффективность 0,1-2% (g) ., К недостаткам термопластических материалов следует отнести необходимость нанесения электрического заряда и дополнительного процесса проявления голографической записи, что является препятствием для быстрого считывания информации.

Фотохромные материалы (спиропираны, салицилинденанилины и др,) характеризуются широкой областью спек тральной чувствительности, которая в видимой части спектра составляет

Ф 2.

10 Дж/см,но спадает при продвижении в ИК-область до 10 Дж/см - при длине волны записывающего излучения 40

10 6 мкм.К тому же время хранения записи н этой области составляет всего несколько минут.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту явля- 4 ется фотохромный материал — спиропиран (6), Цель изобретения — унеличение чувствительности в ИК-области спектра материала для записи стационарных 50 гЬлограмм при сохранении высоких значений разрешающей способности и дифракционной эффективности °

Указанная цель достигается тем, что в качестве материала для записи голограмм впервые используется полимер диметил-тиадиазола.

Аморфные пленки диметил -тиадиазола площадью ЗкЬ см - и толщиной порядка

1 мкм изготовлены методом»,полимериэа- Щ ции мономера 3,4 диметил-1,2,5-тиадиазола на Стеклянную подложку под действием тлеющего разряда. Изготовленный по этой методике полимерный материал применяется н электронике н качестве 65.дйэлектрика при изготовлении конденсаторов.

На фиг. 1 приведены зависимости дифракционной эффективности от пространственной частоты для разных длий волн; на фиг. 2 †зависимости дифрак ционной эффективности решеток от экспозиции для различных пространственных частот;на фиг.3 — шумовые характеристики предлагаемого материала для различных пространственных частот.

Запись голографических решеток производится излучением частотного лазера (ЛТИ-ПЧ-7) на алюмо-иттриеном гранате с неодимом (.=1,06 мкм),работающего как в режиме одиночных импульсов длительностью 10 нс и мощностью 1 мВт, так и в режиме свободной генерации, а также излучением рубинового лазера (=0,69 мкм), работающего в режиме, свободной генерации.

Из приведенных зависимостей (фиг. l и 2) видно, что максимальные значения параметрон для записанных решеток составляют:дифракционная эффективность 5% (при воспроизведении излучением гелий-неонового лазера), разрешающая способность порядка

1000 лин/мм - в ИК-области и более

2000 лин/мм — в видимой области, чувствительность 5 10 Дж/см . При нанесении на поверхность образованной решетки тонкого слоя золота дифракционная эффективность достигает 13-20%.

Голографические решетки записываются за время порядка 10 нс и не требуют последующей обработки. Свойства пленок и записанных на них решеток не изменяются в течение двух лет. Величина соотношения сигнал/шум достигает значения 100, как видно на фиг, 3.

Полимерный материал диметил-тиадиазол обладает следующими преимуществами:превосходит изнестные по чувствительности в ИК-области спектра (Х=l 06 мкм), а в видимой области не уступает значения дифракционной эффективности и разрешающей способности как в видимой области, так и в

ИК-области не уступают известным; имеет место непосредственная фиксация изображения, не требующая дополнительной обработки; технологичность изготовления тонких пленок аморфного полимера диметил-тиадиазола позволяет получать образцы для записи голограмм на большой площади;механическая проч-: ность обеспечивает стабильность записанных решеток во времени;имеет хоро шее значение соотношения сигнал/шум, достигающее 100; короткое время записи, позволяющее быстро считывать информацию.

Формула изобретения

Применение полимера диметилтиадиазола в качестве материала для записи голограмм, с целью увеличения чувст7Д8070

skag »+/ìì рие. вительности материала в инфракрасной области спектра, разрешающей способности и возможности записи в видимой области спектра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. ОЯвеп J . N. Picosecond infrared

holography on bismuth fiIm, Арр8.Phys

Lett, 1974, 24, Р 5, 220-222.

2. Smith A.W. In)ection Laser Writing on ChaCcogenide Fitms, AppL.Opt, 1974, 13, Р 4, 795-798.

3. Woerdmau 3.P. Forwation of transient free carrier hologram in Si, Opt. Commun, 1970, 2,, Р 5, 212-214, Ваткус Ю. и др. образование динамических голограмм на свободных носителях в кремнии. — Квантовая электроника

1975, 2, Р 9, 2068-2071.

4. Патент ФРГ Р 2333554, кл. кл. G 03 Н 1/02,. 1977, 5, Co

0иуег,З.С . Hokographic recording in

thermoppastic -at 1,15 И)сс, AppI. ,.Phys. Lett, 1973, 23, Р 3, 145 146. б ..3z awa 3 . Kamiyama М. J n f r ared Но(оцгарйу with organic photochromic

IfiRms, AppI Phys Lett, 1969 15, j9 7, 201-203 (прототип) 788070

Pun 2

1д Л1 ЛУ 4О 50 0игЗ ЬВ мин

ВНИИПИ Заказ 8348/54 Тираж 526 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4 и

>/ю

Е Ди/спи