Устройство для копирования голографических дифракционных решеток Советский патент 1990 года по МПК G02B5/18 G02B5/32 

Изобретение относится к прецизионному измерение линейных перемещений, а также систем хранения информации и может быть использовано в станкостроении, измерительной микроскопии, метрологии, спектроскопии, гологра- фических запоминающих устройствах, голографическом кино и телевидении.

Известно устройство для получения копий голограмм, состоящее из голо- граммытматрицы,на которую нанесена жидкая синтетическая полиэфирная смола, и стеклянной подложки Работа его основьшается на использовании рельефа фотозмульсионного слоя -l .

Недостатками указанного устройства являются наличие фазовых искажений вследствие неоднородности слоя

смолы, образованного при полимеризации, а также необходимость обрабатывать вредными легко улетучиваимцими- ся веществами подложку и оригинал.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для интерферен- Щ1ОННОГО копирования микрогалсграмм, которое содержит источник когерентного излучения, коллимирующую систе-i му, неподвижный оригинал и подложку :с регистрирующими : слоями, обращенные друг к другу эмульсиями и жестко связанные между собой Г2,

Недостатком известного устройства является то, что оно обеспечивает копирование в пределах апертуры выход- , ной линзы коллимирующей системы, к которой в случае презиционного коОд

Si

Од СП

пирования предъявляются повьшенные требования к аберрациям (менее /10) что весьма затруднительно

; Целью изобретения является полу- ч|ение копии голографической дифрак- и онной решетки больше апертуры вы- хЬдной динзы коллимирующей системы„

Поставленная цель достигается тем в известное устройство для копиования голографических дифракционных решеток, содержащее источник ко-

ерентного излучения, коллимирующую

1стему, оригинал и подложку с фото- чувствительным слоем, обращенными дзуг к другу, регистрирующими слоя- мя, жестко связанные между собойд дополнительно введено зеркало, вып

элненное с возможностью перемещеная вдоль длины оригинала и установ- 20 внное между коллимирующей системой

оригиналоМс

При этом угол наклона зеркала .4 оси составляет (5 ), где б| - угол между осями плеч интерферо- м1етра, используемого при записи оригинала

I На фиг о 1 представлена -принципи- aiibHaH оптическая схема устройства; HJa фиг а 2 - схема относительного р|асположения зеркала и подложки

I Принципиальная оптическая схема устройства состоит из источника 1 когерентного излучения, коллиматора 2, 3, зеркала 4 с возможностью перемещения вдоль неподвижного оригинала 5, причем зеркало установлено под углом к оригиналу, подложки 6 с фоточувствительным слоем, на котором будет записьюаться копия. Ориги- н|ал и подложка обращены друг к другу .регистрирующими слоями, закреплены н|еподвижно и размещены горизонтально Устройство работает следующим об piasoMo

Луч от источника 1 излучения после прохождения через коллиматор 2, 3 падает на зеркало 4. Отражаясь от Зеркала, луч падает под утлом 0/2 К нормали и поверхности оригинала Дроходя через оригинал, световой луч Модулируется в соответствии с амп- л итудно-фазовым распределением ори- г инала, дифрагируя на нем, и интерферирует с недифрагированным лучом в плоскости фоточувствительного слоя копии. При этом создаются стоячие волны, тождественные стоячим волнам, в которых записьгеалась решетка-ориги5

0

5

нал,. Пни регистрируются копией Зеркало 4 перемещается вдоль оригинала со скоростью V, засчечивая всю длину оригинала и копии. Это эквивалентно освещению оригинала каплимированным пучком света с апертурой равной длине перемещения зеркала. Скорость V определяется экспериментально, исходя из требований засветки фоточувствительного слоя, соответственно с его характеристикой кривой фоточув- ствитальности для получения максимальной дифракдаонной эффективности ( ° Значение оС АЗ - - 0/4 является также оптимальным для получения д,,д,((; Экспериментально найдено, что наибольшая дифракционная эффективность получается, когда копия записывается под тем же углом, к своей нормали, под которым записывался оригинал. Угол наклона зеркала к оригиналу в зависимости от угла 9 между осями пучков в интерферометре при записи оригинала определяется по приведенным зависимостям с учетом обозначений на фиг. 2.

18СР ,

Г

180° -SO - (1) (2)

Из уравнения (1)(6

180°5

0

5

0

5

Подставляя значение f из (2), получают

;-« ..

Так как зеркало имеет возможность перемещения вдоль оси подложки, копирование в предлагаемом устройстве осуществляется в непрерывном режиме,

В Ленинградском институте ядерной физики с помощью данного устройства получена копия с длинных голографических дифракционных решеток Длина оригинала составляла 700 мм, частота 1000 ЛИН/ММ, точность 0,4 мкм на всю длинуо Апертура освещающего коллиматора 150 мм. Линейный участок равен 70 мм Длина копии больше чем апертура выходной линзы освещающего коллиматора с

Таким образом, предлагаемое устройство для копирования голографических дифрационных решеток по сравнению с лучшими образцами аналогичного назначения позволяет производить интерференционное копирование голографических дифракционных реше 1615657

ток длиной бопьтей, чем апертуращее время коллимирующие объективы

выходной линзы коллимирующей систе-(линзы) небольшой апертуры доступны

мы, что дает возможность изготавли-в изготовлении и широко выпускаются

кать копии большой длины, В настоя-промышленностьЮо

Изобретение относится к прецизионному измерению линейных перемещений, а также систем хранения информации и может быть использовано в станкостроении, измерительной микроскопии, метрологии, спектроскопии, голографических запоминающих устройствах, голографическом кино и телевидении. Устройство содержит источник когерентного излучения, коллимирующую систему, оригинал и подложку с фоточувствительным слоем, обращенными друг к другу регистрирующими слоями, жестко связанные между собой. С целью получения копий длиной, большей выходной апертуры коллимирующей системы, в него дополнительно введено зеркало, выполненное с возможностью перемещения вдоль длины оригинала и установленное между коллимирующей системой и оригиналом. Зеркало установлено под углом 45° + 22O/4, где 22O - угол между осями плеч интерферометра, используемого при записи оригинала.

Фиг.г