Способ получения изображения Советский патент 1980 года по МПК G03H1/18 H01L21/363 

1

Изобретение относится к голографии.

Известны способы получения изображения путем записи и восстановления голограмм на регистрирующих средах, 5 В качестве которых могут быть выбраны как галогеносодержащие высокоразрешающие фотоматериалы, так и термопластики, фотохромные стекла l.

Ближайшим известным техническим решением является способ получения изображения путем записи голограмм на полупроводниковой пластине, состоящей из халькогенидного стекла, 5 прозрачного электронагревательного слоя и подложки и восстановления изображения при записи голограммы на длине волны ,633 мкм C2l.Пластинку стекла толщиной .до 0,8 мм нагре-20 вают от комнатной (20с) до высокой () температуры. В результате этого край оптического поглощения сдвигается линейно с %ч 1,310 э В/град в сторону длинных волн, обес-25 печивая достаточное поглощени/ записывающего света. После охлаждения край поглощения сдвигается в обратную сторону, поглощение уменьшается и свет X 0,633 мкм уже считывает в

основном фазовую запись, без разрушения самой голограммы.

Недостатком такого способа является, в первую очередь, необходимость работы с толстыми полированными пластинами объемного стекла, получить которые однородными, с достаточно большими размерами практически трудно. Во-вторых, система инерционна в свя10зи с необходимостью нагревания большого объема. Далее, в результате записи образуется негатив, т. е. под действием света происходит потемнение стекла, что исключает эффективную работу всей толщины среды в силу сильного роста-поглощения по мере записи. Реализация этого процесса негативной записи при подогреве обычных слоев , получае ьах при нормальных условиях термического испарения в вакууме, невозможна, так как точка с достаточным для записи коэффициентом поглощения на длинноволновом крае оптического поглощения слоя толщиной 2 мкм находится при 0,52-0,53 мкм, При 4 1,3 - эВ/град. необходимо нагревать такой слой до температур выше 300°С для смещения края, достаточного для обеспечения чувстви-. тельности на л.0,633 мкм, что невоз- можно в силу размягчения слоев при таких температурах. Целью изобретения является повышение чувствительности и стабильности при восстановлении на одной длине волны. Для достижения поставленной цели производят позитивную запись при тем пературах 80-110 С, а восстановление осуществляют при комнатных температурах. На фиг. 1 дан график зависимости спектральных характеристик пропускания от длины ВОЛНЫ , на фиг. 2 - график зависимости дифракционной эффективности от экспозиции. . При позитивной записи на пластине которая получена путем напыления в вакууме при температурах 600-800С, край оптического пропускания из начального положения (см. фиг. 1, ci) кривая 1 смещается в положение, описываемое кривой 2, т. е. слой в месте засветки светлеет. Повышению чувствительности при записи способствует нагревание такого слоя, которое еще несколько смещает вправо край оптического пропускания, увеличивая начальное поглощение на длине волны записи, а также активизирует процесс фотоиндуцированных изменений в слое. Поскольку слой в местах засветки светлеет, пропускание его растет со временем засветки: скорость просветления больше при больших температурах записи (см. фиг. 1, б: кривая 1 запись при , кривая 2 - при 90с Естественно, что толщина слоя, где происходят изменения d и п не ограничивается самопоглощением в это случае и может достигать любой задан ной величины. Тем самым существенно возрастает фазовая модуляция - изменение оптического пути считывающего света, чего нельзя достичь в негатив ной записи. В охлажденном слое после записи скорость фотоиндуцированных процессо спадает по своей природе, к тому же и край оптического пропускания как в незасвеченных, так и в засвеченных участках слоя смещается несколько в коротковолновую область спектра в силу-отрицательной величины , т. е. вариации ширины запрещенной зоны материала с температурой) и счи тывающий свет уже несущественно разр шает запись. Как показали эксперименты, контра записи на длине волны записывающего излучения может достигать 1:100 в ря де халькогенидных стекол, а изменение h до 0,15, что намного больше, чем в подобных бессеребряных фотоматериалах. Дифракционная эффективност при этом может достигать 20% и более что также очень высокий результат для среды с записью в реальном масштабе времени и одноволнового режима работы, при разрешении более 10 ЛИН/ММ. Пример. На пластинке, состоящей из несущей подложки и слоя flSSe, обычно применяющейся для негативной записи голограмм Me-We лазером, при комнатной температуре производят запись голограммы. Дифракционная эффективность зависит от экспозиции в виде кривой I (фиг. 2). При считывании голограммы с максимальной эффективностью тем же светом дифракционная эффективность сравнительно быстро падает (кривая И на Фиг. 2) и голограмма быстро становится непригодной. Как видно, применение этого способа записи значительно улучшает эффективность и стабильность работы голографического элемента памяти в режиме работы на одной длине волны при записи-считывании. Во-вторых, повьниается скорость записи по сравнению с обычно исследуемыми пастинками на основе слоя халькогенидного стекла. Как показали опыты, максимальная температура, до которой возможен подогрев предлагаемых пластинок при записи составляет а выше уже происходит термическое стирание позитивной записи и слой теряет свои свойства.. Увеличением толщины слоя можно добиться увеличения фазовой составляющей записи в силу возрастающей эффективности работы слоя по глубине при пс зитивном (просветляющем) характере записи, что ведет к дальнейшему росту И при соответственно больших значениях стабилизированной величины дифракционной эффективности в процессе считывания. Конструкция пластинки может быть изменена, если достаточно получение отражающей голограммы. В таком случае подложка может быть из непрозрачного, например, металлического сплава, одновременно выполняющего функции нагревателя. Кроме того, само нагревание можно осуществить и другими способами, например, подогревом светом ИК-лазера. Сам процесс получения позитивного слоя, .требующего интенсивного нагрева испаряемого вещества может бытьосуществлен и другим методом, например, импульсным лазерным напылением. Формула изобретения Способ получения изображения, путем записи голограммы на полупроводниковую пластину, состоящую из халькогенидного стекла, прозрачного электронагревательного слоя и подложки, и восстановления изображения, о т личающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности и стабильности при восстановлении на

одной длине волны позитивную запись производят при температурах 80-110 С

а восстановление осуществляют при комнатных температурах.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Кольер Р. и др. Оптическая голография. М., Мир, 1973, с. 298.

2.Регистрирующие среды для голографии, под ред. Кириллова Н.И., Барачевского В.А., Л., Наука, 1975, с. 143-147 (прототип).

90

ео v.

2

f,S

JO t,c

fOO K,HH

.(