Способ получения пропускающей голограммы, восстанавливаемой белым светом Советский патент 1990 года по МПК G03H1/18 

Изобретение относится к гологра- для получения пропускающей голо- по внеосевой схеме восстанавбелым светом, и может быть использовано в художественной, исследовательской голографии и для полуя голографических высокоразреша- дифракционных решеток.

Цель изобретения - упрощение восстановления трехмерного изображения бе|лым светом.

Существо изобретения состоит в с;1едующем.

фии

граммы

ливаемой

Обеспечить возможность получения пропускающих голограмм можно, изменяя угол схождения опорного и объектного пучков, регулируя степень набухания, а также выбирая нужную длину волны источника света. Для этого голограмма записывается на предварительно набухшем фотослое в специальной кювете с дистиллированной водой. Запись голограммы производится в сходящихся пучках опорного и предметного лучей при определенном угле схождения и определенной степени

О5

О

оо о

набухания фоторегистрирующей среды с последующей фотохимической обработкой ее н сушкой. Все эти операции приводят к изменению периода пространственной дифракционной решетки изображения. Ее значение определяется вьфажением

dfl + d

де

е

N

(1)

dg- период решетки, определяемый углом схокдения..опорно- j-o и предметного пучка; период решетки, определяемый степенью набухания и усадки фоторегистрирующей среды (является функцией температуры, времени изготовления фотоэмульсии и пребывания ее в дистиллированной воде до экспозиции.

.(Л. sin

0

(2)

где п - коэффициент преломления сие- темы вода-стекло-фотоэмульсия;

- длина волны излучателя; 0 - угол схождения.

Из выражения (1) видно, что необходимое значение d можно достичь следующими способами: оставляя степень набухания постоянной, менять угол схождения опорного и предметного пучков; -оставляя постоянным угол схождения опорного и предметного пучка, менять степень набухания; изменять степень набухания и угол схождения опорного и предметного пучков.

В результате реализации каждой из этих схем можно получить пропускающую голограмму, восстанавливаемую белым светом.

На фиг. 1 представлена схема записи пропускающей голограммы по вне- осевой схеме в сходящихся пучках (В качеств источника используется гелий-неоновый лазер ЛГ-38); на фиг. 2 - кривые зависимости периода дифракционной решетки от степени набухания и угла схо кдения опорного и предметного пучков на фотопластике (кривая 6 - теоретическая зависимост кривые 7-10 - экспериментальные кривые) .

На фиг. 1 опорный 1 и предметный 2 пучки ориентируются на фоторегист- рирующую среду 3 фотопластинку типа ЛОИ-2 или на голографируемый объект

5

0

0

5

0

s

5

50

4. От гологррафируемого объекта 4 отраженный пучок также падает на фото- регистрирующую среду 3, которая раз- .мещена в кювете 5 с прозрачными для лазерного луча стенками (длина волны излучения равна 0,632 мкм), заполненной дистиллированной водой при 20 - 25°С. Эти пучки образуют регулируемый угол схождения 0 в системе стекло-во- да-фотоэмульсия, Водная среда обеспечивает набухшее состояние фоторегист- рирующего слоя.

Построив такое семейство кривых, начиная от сухих фотопластинок и кончая пластинками с максимальной степенью набухания, можно точно получить время выдержки фотопластин в воде (т.е. степень набухания) и угол схождения записывающих пучков для пластин практически любого года производства. Например, пластинка из партии 1980 г. изготовления (при комнатной температуре 20 С) при угле схождения 0 , равном 26° дает в точке 11 (кривая 9) период решетки, равный 0,34 10 м. Время набухания 5 мин. Но максимальная дифракционная эффективность вое- станавливаемых белым светом, пропускающих голограмм получается при периоде d - 0,27-10 м на кривой 8 в точке 12 с углом схождения равным 36°, Такое значение d можно найти на этой же кривой в точке 13, Не меняя степень набухания, переходим в эту точку, изменяя угол схождения пучков 9 до 34 . Другой вариант, меняя только степень набухания, можно перейти в точку 14 на кривую 10. При постоянном угле схождения период дает значение d 0,27-10 м,

В конечном счете из-за изменения степени набухания и усадки и угла схождения опорного и предметного лучей происходит изменение периода дифракционной решетки (пропускающей голограммы) , а не угла наклона плоскостей пучностей. Формула В.ульфа-Брегга d П 1/sin Q получает приращение, и ее. можно написать так

d +

, , 1

2П sin (9+u9)

(3)

Дальнейшее ее преобразование дает фор- мулу приращения ud периода от угла приращения Д0,

A-d

.42в9),0. (4)

2П

Отс

измени ки ud нйя и

d :

dct

Эт1

экспер иментальными ными Е

П р .ный

пучки

гтиллированкой .составляли

верхности

г

е

равный 30 . Фоторегистрирующая

51

юда мы можем определить скорос ния периода дифракционной реше при изменении степени набуха- угла схождения.

- .2§9 1.,,1 2П sin& 2П sin9 sin0

0. ,

d d ctg0 . (5) формулы хорошо согласуются с

данными, приведен виде графика на фиг. 2. и м е р 1. Опорный и предмет направляли на кювету с дисводой так, чтобы они угол схождения на по- фоторегистрирующей среды

среда выдерживалась в кювете с водой в течение 3-5 мин. Это время пребывания фоторегистрирующей среды в воде определяло степень ее набухания. Затем проводилось экспонирование, фотохимическая обработка, сушка. Вос- становпение осуществлялось проходящим белым светом.

Пример 2. Степень набухания фоторегистрирующей среды оставляли постоянной, т.е. выдерживали ее до экспоЗ 1ции в течение 5 мин в кювете с водой. Подбирали угол схождения опорного и предметного пучков на поверхности фоторегистрирующего слоя в предале 20-30. После чего также провод-ш и экспонирование, фотохимическую обработку, сушку. Восстановление эсуществлялось белым светом. Идея и суть метода получения голограмм с использованием набухания в извест 1ОМ ре нении заключается в том, что регулируется угол наклона плоскос

5

0

5

0

5

0

46

тай пучности голограммы.,При увеличении зтог о угла из-за увеличения толщины регистрирующего слоя (т.е. набухания его перпендикулярно поверх- ности пластины) из отражательной голограммы получается пропускающая, и наоборот, при усадке записанной в набухщем слое пропускающей голограммы получается отражательная голограмма .

В изобретении плоскости пучностей образуют с плоскостью голограммы углы, близкие п /2 или равные Т/2. При набухании или усадке происходит изменение расстояния между этими плоскостями вдоль плоскости голограммы, что приводит к получению пропускающих голограмм. Тткие режимы обеспечивают максимальную дифракционную эффективность при восстановлении записанных голограмм на пластинах.

Формула изобретения

Способ получения пропускающей голограммы, восстанавливаемой белым светом, включающий формирование предметного и опорного пучков по схеме в сходящихся пучках на фотопластине, экспонирование, отличающий- с я тем, что, с целью упрощения способа и обеспечения получения трехмерного изображения перед экспонированием, фотопластину обрабатывают в воде для разбухания в течение 3-5 мин, при экспонировании угол схождения пучков в схеме выбирают в интервале 20-30°, а после экспонирования фотопластину фотохимически обрабатывают и сушат. .

Изобретение относится к голографии и может быть использовано для получения пропускающей голограммы по внеосевой схеме, восстанавливаемой белым светом, в художественной исследовательской голографии, а также для получения голографических высокоразрешающих дифракционных решеток. Цель изобретения - упрощение способа и обеспечение получения трехмерного изображения белым светом. Голограмма записывается на предварительно набухшем фоторегистрирующем слое в сходящихся опорном и предметном пучках. Для получения ее необходимо достичь определенного значения периода дифракционной решетки изображения, равной примерно 0,6 мкм. Запись можно реализовать следующим способом : при фиксированном значении степени набухания фоторегистрирующего слоя, зависящей от времени пребывания его в водной среде (5 мин), меняя значение угла схождения опорного и предметного пучков (20-30°)

при фиксированном значении угла схождения опорного и предметного пучков, меняя время пребывания фоторегистрирующей среды в пределах 2-5 мин. Температура воды при этом комнатная. 2 ил.

25

30

35

ю д/2

Ф1а.2