Способ получения стационарных голограмм Советский патент 1989 года по МПК G03H1/18 

1

Изобретение относится к голографии и может быть использовано для регистрации оптической информации и изготовления голографических элементов, работающих в видимой и Ж-облас- тях спектра.

Цель изобретения - увеличение дифракционной эффективности при сохранении высоких значений чувствитель- Q ности.

На фиг. 1 (кривые 1 и 2) показаны расчетные зависимости чувствительности и дифракционной эффективности голограмм от толщины тонкопленочной реги-J5 стрирующей среды; на фиг, 2 - экспериментальная зависимость дифракционной эффективности голограммы от толщины пленки при обработке голо- г

граммы методом электролитического осаждения.

Способ получения голограмм состоит из двух стадий - записи голограммы и ее обработки. Запись стационарной голограммы производится по обычной двух- лучевой схеме излучением импульсного лазера на тонкой металлической пленке, нанесенной на диэлектрическую подложку, причем в местах интерференционных максимумов записанной решетки пленка полностью удаляется с подложки. Это достигается при пороговых значениях энергии записи, которые определяют максимальную чувствительность пленки. Толщину ее выбирают исходя из условия обеспечения максимальной чувствительности к записи.

ел 61

со

09

сл

Щри этом значения дифракционной эффективности иа-за малой толщины плен- |си составляют десятые доли процента. $атем образец с записанной голограммой помещают в электролитическую ванну и )& процессе электролиза происходит Осаждение металла на неудаленные участки пленки. Это осуществляется

Из расчетных зависимостей чувствительности от толщины пленки (фиг.1 кривая 1) видно, что наибольшей чувствительностью обладают пленки минимально возможной толщины. Дифракционная эффективность голограммы является также функцией толщины и, как показывают расчеты, имеет некоторые

Изобретение относится к области голографии и может быть использовано для регистрации оптической информации и изготовления голографических элементов, работающих в видимой и ИК-об- ластях спектра. Цель изобретения - повьшение значения дифракционной эффективности при сохранении высоких значений чувствительности голограмм. Тонкопленочный металлический материал, нанесенный на подложку,помещают в область пересечения когерентных световых пучков и в местах интерференционных максимумов при записи голограмм удаляют его до подложки, выполненной диэлектрической, после чего увеличивают глубину рельефа голограммы путем электролитического осаждения металла. 2 ил. г ш

при условии, что все штрихи голограм- Q максимальные значения, зависящие от

ы электрически замкнуты. В тех месах, где пленка удалена до диэлектрической подложки, электролитичейкого (|)саждения металла не происходит. Та- им образом, в результате наращива- ия штрихов решетки глубина рельефа увеличивается до величины, при кото- :зой достигаются максимально возмож- значения дифракционной эффективности. Следовательно,достигается уве личение дифракционной эффективности : олограммы до 10-15% при пороговых плотностях энергий записи.

Для реализации предлагаемого спо- ёоба следует учесть, что параметры раписи стационарных рельефных голо- , полученных на тонкопленочных Ьегистрирующих средах, существенным (эбразом зависят от теплофизических и |эптических свойств среды. Чувстви- {гельность регистрирующей среды, в дан €ом случае определяется минимальной юглощенной в пленке энергией, приводящей к нагреву среды, испарению вещества и образованию .рельефной олографической решетки, при этом |1ленка в местах интерференционных Максимумов удаляется до подложки. $ освещенных участках пленки (при ртсутствии отражения от пленки) по- лощенная энергия определяется раз- |Е1остью падающей на пленку энергии Eg и пропГедше через слой толщиной

d энергией Е.. .. . ,

р -р. -р р- - - t-q-b-o ЬдС

Е,(1-1-).

При этом максимальная чувствителность пленки при определяется ИЗ условия:

о -

P(cuT+i7)

с Р - об

т

теплоемкость; плотность;

коэффициент поглощения пленки;Q - скрытая теплота испарения;

-TI

п

TO исп

- температура испарения вещест ва пленки; начальная температура.

оптических параметров пленки. . Дпя периодической решетки с прямоугольным профилем штриха дифракционная эффективность амплитудно-фазо- вой решетки определяется отношением:

г

Ъп 41„

5

где Ьп

:i.l

ппх

1

«х , , 1 г s,n -р dx+ - J

о

c-sin «

d, l()

чГп

б13

-,Н1о1

-1 Und

tkcJ

2 , bn - коэффициент разложения в

ряд Фурье функции

f(x)

f:

с, -1 : с, ,

lo 30

35

40

интенсивность падающего н пленку света;

k - волновой вектор; п - порядок дифракции; 1 - период решетки.

Для первого порядка дифракции ()

2 1 г H-r° -2|r cos kd(n-l).

Из равенства dn/dd 0 получают зависимость дифракци.онной эффективнос от толщины пленки, определяемую условием

(n-l)+ (n-l)(n-l)

, eid , ехр(- - ).

Из расчетной зависимости дифракционной эффективности от толщины для реальных параметров тонкопленочных материалов (фиг. 1, кривая 2) 5Q видно, что наблюдается для определенных тогадин, причем резко сни . жается для пленок с малой d

Таким образом, максимальные значения чувствительности и дифракци- 55 онной эффективности голограмм достигаются при существенно разных толщинах пленок. Поэтому двухэтап- ной обработкой (запись электролитическое, осаждение) можно достигнут

45

fi2tfk,.f 0.6

1,0 с/,

t,%

10

в

в 4 о

0.7 0л ОЛ oTW us. 2