Способ изготовления голограммного элемента Советский патент 1984 года по МПК G03H1/18 G02B5/32 

ю

со Изобретение относится к голографи а именно к способам изготовления голограммного элемента, который может быть использован для демонстрационны целей,, а также в качестве оптического элемента в оптических устройствах Использование изобретения наиболее целесообразно применительно к голограммам, зарегистрированным в слоях, имеюгдих большой температурный коэффициент линейного расширения и чувствительных к влажности, например в наиболее распространенных галогенидосеребряннх слоях или слоях хромированной желатины, нанесенных на стеклянную подложку. , Изменения размеров желатинового , слоя, вызванные поглощением им влаги из окружгющей среды либо обратным . процессом, а также вследствие изменения температуры слоя, никак не вли яют на фотографическое изображение, полученное в этом слое, однако существенно сказываются на голографическом изображении, поскольку при этом изменяется положение и ориентация интерференционных поверхностей, образуюощх структуру голограммы. Устойчивость желатиновых слоев к царапанию и истиранию также невысока Известен .способ изготовления голограммного элемента, в котором на одну из поверхностей плоскопараллель ной стеклянной пластины наносится слой металлического покрытия. Затем на этом слое наносят группу штрихов, ширина и расстояние между которыют убывает от середины к краю по парабо лическому- з&конуС.5. Недостатком его является то, что дли реализации требуется применение сложной техники. Наиболее близким по технической сути к предлагаемому является способ изготовления голограм1 4ного элеме та, за слючающийся в герметизации сло с голограммой, нанесенного на стеклянную подложку, защитной пластиной ( Этот способ обеспечивает хорошую устойчивость голограммы в условиях переменной влажности окружающей среды, однако механическая устойчивость такого элемента неудовлетворительна, особенно в случае, когда размеры эле мента сравнительно велики (.150 мм) . Механические напряжения, возникаю щие в голограммном элементе при внешних механических воздействиях, действии центробежных сил при вращении элемента, при изменении температуры элемента вследствие разницы в коэффициентах термического расширения стекла, желатиновой эмульсии и клея, могут приводить к расклейкам деталей к появлению трегцин в стеклах и, как следствие, к наруглению герметичности слоя с голограммой, что приводит к изменению параметров голограммы и даже к ее разрушению. Цель изобретения - повышение механической устойчивости голограммного элемента. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления голограммного элемента, заключающемуся в герметизации слой с голограммой, нанесенного на стеклянную подложку, защитной пластиной, перед герметизацией слой с голограммой частично удаляют в виде чередующихся по всей площади подложки участков, после чего эти участки заполняют связующим веществом и обеспечивают его соединение с защитной пластиной, при этом размер участков с удаленным слоем должен удовлетворять соотнсяиенйю а + b D, -размер участков, содержащих слой с голограммой) -размер участка с удалённым слоем; -диаметр входного зрачка оптической системы, с помощью которой воспринимается изображение, формируемое голограммой. причем где Л. дайна волны восстанавливающего излучения; - угловое разрешение в изображении, формируемом голограм . мой. На фиг. 1 изображен голограммный элемент, вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1, Голограмма зарегистрирована в слое 1, нанесенном на подложку 2, Часть этого слоя удалена с подложки в виде ограниченных чередующихся участков, например в виде взаимно перпендикулярных чередующихсяполос 3, Образов авиеся участки чистой подложки заполнены связующим веществом 4, которое находится в контакте с защитной пластиной 5, обеспечивая ее соединение с подложкой 2, Связующим веществом может быть клей или расплавляемый полимерный материсш, это вещество может наноситься по всей поверхности подложки, содеращей участки слоя,с голограммой, либо только на участки чистой подложки. Защитная пластина обеспечивает герметизацию слоя с голограммой, при этом участки чистой подложки со связующим веществом являются упрочняющии соединениями систе1иы подложка защитная пластина, повышающими механическую прочность голограммного эле мента. Размеры чередующихся участков слоя с голограммой и участков чистой подложки определяются из условий непрерывности изображения, формируем го голограммой и отсутствия модуляции яркости этого изображения при .перемещении входного зрачка восприни мающей оптической системы. Эти условия получаются из геометрического анализа процесса восстанов ления изображения голограммой и. для удаленных от плоскостиголограммы изображений выражаются в виде следую щего неравенства: а + Ь D, где а - размер участков с голограм мой; b - размер участков с чистой подложкой; D - размер входного зрачка опт ческой системы, с помощью которой воспринимается изобрс1жение, формируемое голограммой. Как видно из выражения. (1), разме ры участков с голограммой и участков чистой подложки взаимосвязаны и могут изменяться в некоторых предеСах. Поэтому их размеры могуч оптимизироваться для конкретного применения, исходя из условий необходимой яркости изображения, коэффициента пропускания и др. При этом минимально допустимый размер участков с голо граммой ограничен требуемым разрешением в изображении, формируемом голо грам1«юй, и должен быть не менее (1) /2) где Л - длина волны восстанавливающего голограмму излучений; лоб - узловое разрешение в изображении , формируемом голограммой . Рассмотрим параметры голограммного элемента, предназначенного для формирования изображения, наблюдаемого визуально в условиях нормальной освещенности. Примем диаметр зрачка глаза человека мм, угловое разрешение в изображении, формируемом голограммой, лос 1 (угл.мин.), длину волны восстанавливающего излучения jL« 0,55 мкм. Пользуясь выражением (2), получим а 1,89 мм, тогда из выражения (1) следует b б 1,11 мм. Поскольку зрачок глаза имеет круглую форму, а движение глаз может происходить в любых направлениях, целесообразно выбрать симметричное расположение участков с голограммами эти участки могут иметь форМу концентрических колец шириной а х- 2 мм, разделенных промежутками шириной b 1 мм, либо участки с голограммами могут иметь форму квадратов со стороной а 2 мм, расположенных на расстоянии b i 1 мм один от другого. В приведенном примере, когда участки с голограммами имеют форму квадратов со стороной а 2 мм, для голограммного элемента размерами 160 х 160 мм предлагаемый способ позволяет увеличить площадь соединения подложки с защитной пластиной по сравнению с прототипом приблизительно в 5 раз, тем самым существенно увеличивая механическую прочность элемента. Допустимая рабочая температура голограммного элемента такого размера может быть увеличена по меньшей мере в 1,5 раза.

.JL

СПОСОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГОЛОГРАММНОГО ЭЛЕМЕНТА, заключающийся в герметизации слоя с голограммой, нанесенного на стеклянную подложку, заиттной щтастиной, отличающий с я тем, что, с целью повышения механической устойчивости голограммного элемента, перед герметизацией слой с голограммой частично удаляют в виде чередующихся по всей площади подложки участков, после чего эти участки заполняют связующим веществом и обеспечивают его соединение ;с защитной пластиной, при этом размер участкрв с удаленным слоем должен удовлетворять соотношению а + Ь t D, где а - размер участка, содержащего слой с голограммой; Ь размер участка с удаленным слоем; D диаметр входного зрачка оптической системы, с помощью которой воспринимается изобрг1жёние, формируемое голограммой , О причем. « (П Act где А - длина волны восстанавливающего излучения; &.ct - угловое разрешение в изоб- а ражении, формируемом голо- граммой.1