Способ записи голограммных зеркал Советский патент 1993 года по МПК G03H1/04 G02B5/32 

Изобретение относится к области оптического приборостроения, а именно к технологии изготовления голограммных оптических элементов, в частности голограммных зеркал.

Известен способ записи голограмм по однолучевой схеме, в котором объект голо- графирования располагается за светочувствительным материалам и освещается пучком излучения, прошедшим через светочувствительный материал.

Недостаток данного способа заключается в том, что в процессе записи голограмм из-за френелевских отражений на границе светочувствительный материал - воздух имеет место запись паразитных интерференционных структур, которые в процессе восстановления дают блики и изображения как в проходящем, так ив отраженном свете.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному способу является способ записи голограммных зеркал, по которому светочувствительный материал и зеркальная поверхность находятся в оптическом контакте между собой за счет применения иммерсионной жидкости. При записи такого голограммного зеркала присутствует излучение, которое последовательно претерпевает отражение от зеркальной поверхности, находящейся в иммерсионном контакте со светочувствительным материалом, и от обратной стороны подложки, обращенной к точечному источнику. В этом случае между излучением, падающим на светочувствительный материал и переотраженным внутри него, возникает низкочастотная структура, которая при восстановлении дает блики как на пропускание, так и на отражение.

Цель изобретения - снижение яркости паразитных бликов голрграммных зеркал.

Поставленная цель достигается тем, что в способе записи голограммных зеркал, включающем освещение сферической лазерной волной светочувствительного материала, находящегося в оптическом контакте с зеркальной поверхностью, во время экспонирования светочувствительный материал и зеркальную поверхность совместно

VJ

ю

VJ ю

возвратно-поступательно перемещают в плоскости падения главного луча на светочувствительный материал на расстояние не менее, чем

г

AR

4 h tg a cos 2 p/cos (ft- p) / не более, чем S

T.-.AR

4 V tg a cos г p/cos (ft - р) / где Я-длина, волны излучения, h - толщина светочувствительного материала, р - угол падения главного луча на светочувствительный материал, угол между направлением перемещения и поверхностью светочувствительного материала, R - минимальное расстояние от точечного источника до по- вер хности светочувствительного материала, а arcsin (sin p/r, n - показатель преломления светочувствительного материала, при условии что величины h/R 0, ,1. :.;;,- ;..;.- .- v.::-: : :;:: ;

На чертеже показана оптическая схема записи программного зеркала.

Способ записи голограммных зеркал реализуется следующим образом. Светочувствительный материал 5 наносится на подложку 4, обратная сторона которой просветлена до коэффициента остаточного от- .ражения не более 0,005, Светочувствительную композицию приготавливают непосредственно перёд нанесением на подложку. Для этого набухшую в течение 1 ч в 100 мл дистиллированной воды при 20°С желатину в количестве 5 г (сухой вес) нагревают до 40-50°С и при перемешивании со скоростью 50 об./мин доводят до полного растворения. Далее при 40°С вводят добавки: 0,25 г бихромата аммония и 1 мл 1 %-ного водного раствора поверхност- но-активного вещества ОП-7. Полученный раствор выдерживают при 40-50°С в течение 1 ч. Нанесение светочувствительного слоя проводят методом формования. Для этого на подложку, находящуюся на термо- стабилизированном столе при 40°С,. нано- сят расГпл ёв светочувствительной композиции w накрывают стеклянной пластиной, обработан ной дай ё йттдйхлбрсила- нйм Для придания ей гидрофобных свойств. Толщину сухого слоя 15-17 мкм устанавливают, используя .калиброванные упоры, обеспечивающие зазор между пластинами 250 мкм; Далее поливочный стол с находя- щимйся начнём пластинами охлаждают до ТО-12°С и студенят формуемый слоив течение 1,5 ч. Затем гидрофобную пластину и подложку с нанесенным на нее светочув- ств тёйБны й л б ём разнимают; а полученный светочувствительный слой на подложке

0

5

0

5

0

5 0 5 o 5

высушивают на воздухе при 20°С и относительной влажности воздуха 30-50% в течение 10-12 ч. Экспонирование проводят на голографической установке, изображенной на чертеже, в однопучковой схеме, Излучение от лазера 1 фокусируется микрообъективом 2 на точечной диафрагме 3, которая образует точечный источник, освещающий светочувствительный материал 5, нанесенный на подложку 4. В зазоре между светочувствительным материалом 5 и зеркальной поверхностью 7 находится слой иммерсионной жидкости 6. Средняя энергия экспозиции нм выбирается науровне 100 мДж/см . Совместное перемещение светочувствительного материала и зеркальной поверхности осуществляется в плоскости падения главного луча с помощью микрометрического винта.

После экспонирования проводят следующую фотохимическую обработку:

1. промывка в проточной

воде при 20°С10 мин

2. купание в 50%-ном водном растворе изопропа- нола при 20°С5 мин

3. купание в 100%-ном изопропаноле при 20°С5 мин

4. термостатирование

при 120°С30 мин

Предложенный способ был опробован с осуществлением во время экспонирования совместного возвратно-поступательного. перемещения светочувствительного материала и зеркальной, поверхности, находящихся в оптическом контакте, в.плоскости Падения главного луча на светочувствительный материал на определенные величины как параллельно плоскости установки подложки со светочувствительным материалом, так и перпендикулярно.

Результаты опробования приведены в таблице; ,. .

Таким образом, приведенные примеры показывают, что предложенный способ записи с совместным перемещением светочувствительного материала и зеркальной поверхности во время записи голограммно- го зеркала в однопучковой схеме голографи- рования обеспечивает снижение яркости паразитных бликов как на Пропускание, так и на отражение в 10 раз:.

Формула изобретения Способ записи голограммных зеркал, включающий освещение сферической лазерной волной светочувствительного материала, находящегося в оптическом контакте с зеркальной поверхностью, от л ч ч а ю- щийся тем, что, с целью снижения яркости паразитных бликов голограммного зеркала,

во время экспонирования светочувствительный материал и зеркальную поверхность совместно возвратно-поступательно перемещают в плоскости падения главного луча на светочувствительный материал на расстояние не менее чем AR

г

4 h tg a cos 2 уз/cos (ft - р) / неболее S AR

4 rtgcrcos2y /cos ()/ где Я- длина волны излучения;

h-толщина светочувствительного материала;

р - угол Падения главного луча на светочувствительный материал;

/3 угол между направлением перемещения и поверхностью светочувствительно- го материала;

R - минимальное расстояние от точечного источника до поверхнбсти светочувст- вйтельного материала

а arcsln (sin ip/n),

n - показатель преломления светочувствительного материала, при условии, что величины h/R 0,1 и ,1..,.

Способ записи голограммных зеркал относится к оптическому приборостроению и, более конкретно, к голограммной оптике. Сущность: во время экспонирования светочувствительный материал и зеркальную поверхность совместно возвратно-поступательно перемещают в плоскости падения главного луча на светочувствительный материал. Минимальное и максимальное перемещения определяются с помощью математических выражений, 1 ил., 1 табл.