Способ записи многоцветных радужных голограмм Советский патент 1993 года по МПК G03H1/26 

со С

Осуществляют запись многоцветной радужной голограммы излучением одноцветного лазера, излучающего на коротковолновом конце видимого диапазона (например, гелий-кадмиевый лазер Я 0,44 мкм). Многократными экспозициями записывают другие цветоделенные составляющие объекта, изменяя перед каждой экс- позицией несущую пространственную частоту. Изменение несущей пространственной частоты поворотом регистрирующей пластинки позволяет расширить спектральный состав и цветовую гамму восстановленного изображения. 1 ил.

Способ относится к когерентной оптике и голографии и может быть применен для массового тиражирования ширпотреба типа бижутерии, значков, открыток, книжных иллюстраций, марок и т.д., дисплеев различного типа, наклеек на кредитные карточки и денежные знаки, наносимых для затруднения подделок, для изготовления фирменных (товарных) знаков.

Известен способ записи многоцветных радужных голограмм, заключающийся в том, что записываемый объект освещают излучением многоцветного лазера или совокупностью одноцветных лазеров, создающих многоцветное излучение, ограничивают по одному направлению спектр пространственных частот объектного волнового поля, направляют на регистрирующую среду объектное и опорное волновое поля и получают

на региструющей среде совокупность голограмм, каждая из которых несет информацию о пространственном распределении одной из монохроматических составляющих многоцветного объекта.

Недостатки аналога являются необходимость применения регистрирующей среды, сенсибилизованной во всем видимом диапазоне спектра, необходимость выравнивания цветового баланса восстановленных изображений, вызванная различной чувствительностью регистрирующей среды и глаза к различным участкам видимого диапазона.

Известен способ-прототип получения многоцветных радужных голограмм, заключающийся в том, что излучением одноцветного лазера освещают одну из цветоделенных составляющих многоцвет ч со о

Ь

ON

ного объекта, ограничивают по одному направлению спектр пространственных часот объектного волнового поля, направляют на регистрирующую среду объектный и опорный волновые поля, производят запись названной цветоделенной составляющей многоцветного объекта, после чего многократными экспозициями записывают другие цветоделенные составляющие объекта, зменяя перед каждой экспозицией несу- щую пространственную частоту за счеттого, то изменяют угол между опорным и объекным волновыми полями.

Недостаток прототипа заключается в ом, что для изменения угла между направлениями распространения опорного и объектного волновых полей необходимо астичное изменение оптической схемы получения голограммы. Такая перестройка оптической схемы в силу ограниченной лины когерентности лазерного излучения усложняется требованием сохранения равенства оптических путей объектного и опорного волновых полей, что приводит к сужению спектрального.состава и цветовой гаммы восстановленного изображения.

Целью изобретения является расширение спектрального состава и цветовой гаммы восстановленного изображения.

Цель достигается тем, что по способу получения многоцветных радужных голограмм, заключающемуся в том, что излучением одноцветного лазера освещают одну из цветоделенных составляющих многоцветного объекта, ограничивают по одному направлению спектр пространственных частот объектного волнового поля, направляют на регистрирующую среду объектный и опорный волновые поля, производят запись названной цветоделенной составляющей многоцветного объекта, после чего многократными экспозициями записывают другие цветоделенные составляющие объекта, изменяя перед каждой экспозицией несущую пространственную частоту за счеттого, что изменение несущей пространственной частоты осуществляют поворотом регистрирующей среды вокруг оси, перпендику- лярной плоскости, проходящей через направления распространения опорного и объектного волновых полей.

В настоящее время предприятию-заявителю из анализа научной и патентной литературы не известны способы записи радужных голограмм, в которых есть совокупность признаков, являющихся отличительными в заявляемом решении, т.е. техническое свойство анализируемого объекта ново. Таким образом, свойством, заключающимся в расширении спектрального

состава и цветовой гаммы восстановлен ного изображения, обладает объект, характеризуемый полной совокупностью признаков в полном объеме формулы, т.е.

заявляемое решение представляет собой новую совокупность как известных, так и неизвестных признаков и нового технического свойства.

На чертеже поясняется операция изменения несущей пространственной частоты в способе-прототипе и в предлагаемом способе.

Позициями 1 и 2 обозначены направления распространения объектного и

опорного волновых полей(в терминах геометрической оптики - оси объектного и опорного пучков), которое направляют на регистрирующую среду 3. Многоцветные радужные голограммы в излучении одноцветного лазера получают, выполняя следующую последовательность операций. Излучением одноцветного лазера освещают одну из цветоделительных составляющих многоцветного объекта, несущую информацию о пространственном распределении одной из спектральных составляющих этого объекта. Методы получения таких цветоделенных составляющих хорошо известны и широко применяются в полиграфии Ьри

получении цветных иллюстраций. Затег ограничивают по одному направлению направление распространения объектного волнового поля. Эта операция может быть выполнена двумя путями. Первый - запись

вспомогательной голограммы, которую экранируют узкой горизонтальной щелью и восстановленное изображение перезёпи- сывают на основную радужную голограмму, Эта идея была предложена изобретателем

одноцветных радужных голограмм С.Бенто- ном. Другой вариант - ограничение по одному направлению спектра пространственных частот объектного волнового поля при прмо- щи оптической фильтрации при непосре|цственной, без промежуточного этапа, зап|иси радужной голограммы. После выполнения названной операции направляют на регистрирующую среду объектный и опорный волновые поля, производят запись пер вой

цветоделенной составляющей многоц вет- ного объекта, после чего многократными экспозициями записывают другие цветЬде- лительные составляющие объекта, изменяя перед каждой экспозицией несущую Ьространственную частоту за счет того, что осуществляют поворот регистрирующей ср еды 3 вокруг оси, перпендикулярный плоскости, проходящей через направления распространения опорного и объектного волно вых

полей. В способе-прототипе биссектриса 4

угла а между направлениями распространения опорного и объектного волновых по- лей направлена перпендикулярно поверхности регистрирующей среды 3, что минимизирует влияние усадки фотоэмульсии, на которую в большинстве случае запи- сывали раньше голограммы. Несущая пространственнная частота равна тогда, как известно,

VQ

2 sin а/2 АО

и ее измерение при постоянной длине волны До возможно было только за счет изменения угла а. В настоящее время появились новые регистрирующие среды, на которых получают голограммы, предназначенные для массового тиражирования, посредством модуляции поверхностного рельефа среды. К таким средам относятся фоторезисты, фототермопласты, халькагенидные стекла и т.д., в которых требование перпендикулярности поверхности регистрирующей среды к биссектрисе угла между объектами и опорными пучками не является определяющим. Согласно изобретению изменение несущих пространственной частоты осуществляют поворотом регистрирующей среды на угол Э| вокруг оси Oi, перпендикулярной плоскости, проходящей через направление распространения опорного и предметного волновых полей. Несущая пространственная частота равна

у уо cos 3

где i - порядковый номер экспозиции.

При освещении голограммы источником белого света условием наблюдения многоцветного изображения является распространение по одному направлению различных длин волн А) , входящих в спектр восстановленного изображения, откуда

2sina/2 AoV0 AjVi const.

Заменяя согласно выражению (2) v на V0 cos &,, получим

2sin a/2 Ai v0 cos 6|,.,

откуда угол 3 определяется выражением 2 sin а/2

cos fcH

AjVo

позволяющим определить поворот регистрирующей среды в положение 3i между экс

позициями в зависимости от длины волны AJ, запись на которой имитируется на длине волны АО . Таким образом, в заявляемом способе операция изменения несущей про5 странственной частоты занимает существенно меньше времени, а также позволяет расширить гамму в связи с тем, что нет необходимости в перестройке оптической схе- мы после каждой (кроме последней)

10 экспозиции. Кроме того, отсутствует потеря на ожидание окончания релаксации материала, из которого изготовлены держатели оптических элементов, вызванной их закреплением на новом месте.

15 Экспериментальная проверка предложенного способа осуществлялась на серийно выпускаемой голографической установке УИГ-22, дополнительно оснащенной опытным образцом одночастотного аргонового

20 лазера ЛГН-507 (игла разработки МЭЛЗ). Запись многоэкспозиционной голограммы проводилась на фоторезисте марки СК-17 (разработка НИОПИК). Проверка показала, что получение голограмм предложенным

25 способом позволяет расширить спектральный состав и цветовую гамму изображения, а также значительно быстрее, проще и надежнее, чем в способе-прототипе, в связи, в частности, с тем, что за сравнительно корот30 кое время записи голограммы на ее качество не успевают повлиять изменения диаграммы направленности и интенсивности лазерного излучения. В целом время получения голограммы сокращается в 7-8

35 раз. Все это по предварительным оценкам при массовом производстве многоцветных радужных голограмм позволит повысить производительность в 3-4 раза. Формула изобретения

40 Способ записи многоцветных радужных голограмм, заключающийся в том, что излучением одноцветного лазера освещают одну из цветоделенных составляющих многоцветного объекта, ограничивают по

45 одному направлению спектр пространственных частот объектного волнового поля, направляют на регистрирующую среду объектный и опорный волновые поля, производят запись названной цвето50 деленной составляющей многоцветного объекта, после чего многократными экспозициями записывают другие цветоделен- ные составляющие объекта, изменяя перед каждой экспозицией несущую пространст55 венную частоту, отличающийся тем, что, с целью расширения спектрального состава и цветовой гаммы восстановленного изображения, изменение несущей пространственной частоты осуществляют поворотом регистрирующей среды вокруг оси, перпендикулярной плоскости, проходящей

через направления распространения опорного и объектного волновых полей. ,