Способ записи стационарных голограмм

(51)5 С 03 Н 1/04 ОБ ОПИСАН НИЯ ВУ гдериалваю оптическаяРных голо имф ву ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫГПРИ ГКНТ СССР с(71) Институт физики АН УССР(56) Савчук А.В, и др. Голографическая запись на тонких пленкахфталоцианина медиУФЖ, 1981, 26, В 4,с, 1033-1035,Комар А.П. и др. Голографическиерешетки на тонкой металлической пленке. - Оптика и спектросколия, 23,вып.5, 1967, с.827-828. СПОСОБ ЗАПИСИ СТАЦИОНАРНЫХ ГОАИИ Изобретение относится к голог 1Изобретение относится к голографии, а именно к способам записи стационарных голограмм с помощью излучения импульсных лазеров, и может быть использовано для регистрации оптической информации и получения голографических элементов (рельефных голографических решеток, линз, свето- делителей, корректоров), работающих в видимой и ИК областях спектра,.Цель изобретения - повышение дифракционной эффективности и чувствительности к записи,На чертеже изображенасхема для записи стационаграмм.Схема ную представляет собой обычую схему, состоящую из 8014576 фии и может быть использовано для регистрации оптической информации и получения голографических элемен" тов, работающих в видимой н ИК облас тях спектра. Цель изобретения- повысить значения.дифракционной эффективности и чувствительности голограмм в , достигается тем, что на тонкопленочный регистрирующий мате" риал, помещенный в область пересечения когерентных световых пучков, направляют пучки со стороны подложки которая выполнена прозрачной с дефектным промежуточным слоем на границе пленка-подложка, а толщину плен ки д выбирают нэ условия й ) 1 И,о - коэффициент поглощения мате- а пленки на длине волны записыщих оптических пучков, 1 ип. пульсного лазера 1, светоделителя 2, 1 яЫ плоских зеркал 3 и регистрирующего ф материала 4. Регистрирующим матерна- д лом служат тонкие пленки, нанесенные . на прозрачные подложки, причем записывающие пучки направляют на регистрирующий материал со стороны подложки. При таком способе записи дос- фф тигают максимальных значений дифракционной эффективности голограмм при низких пороговых плотностях эапнсн, Таким образом повышается чувствитель ность материала к записи голограммы й При воздействии лазерного излучения на регистрирующую среду со стороны подложки происходит нагрев нижнего слоя пленки, находящегося в непосред- ственной близости от подложки. При7629 55 з 145этом происходит испарение материалав ограниченной области между подлож"кой и верхними слоями пленки, чтоприводит к резкому росту давления вэтой части пленки, она разрушаетсяи удаляется с подложки. При этомтолщина пленки, определяющая дифракционную эффективность решетки, существенно больше испарившейся частипленки, В отличие от способа записистационарных голограмм непосредственно на поверхности пленки в предлагаемом способе удаляющиеся с подложкипродукты распада не экранируют освещенную область и не препятствуют эа"писи голограммы (не снижают чувствительности к записи). Кроме тогоукаэанные продукты не оседают на со"седние штрихи записанной решетки,что также улучшает ее качество. Кповьш 1 ению чувствительности приводити нанесение на поверхность подложки,граничащую с пленкой, некоторогоколичества дефектов, которые являются центрами активного испарения материала пленки, Это могут быть нанесенные механическим способом мелкиецарапины, шероховатости подложки,мелкодисперсные вкрапления инородного материала или искажения структурыпленки (например, кристаллическиедефекты) и т.п. При этом следует,учесть, что толщину пленки выбираютиэ условия д 7 1/, где 6 - толщинапленки, Н- коэффициент поглощенияматериала, пленки на длине волны опттических пучков. Ограничение толщинысвязано с тем, что при:,д С 1/И пленка достаточно прозрачна, прогревается равномерно и нет существенногоразличия в плотностях энергий призаписи непосредственно на ее поверхности или через подложку. В то жевремя пленки очень малых толщин получать технологически сложнее. Крометого, малые толщины, естественно,ограничивают дифракционную эффектив"ность голограмм,1Примеры конкретного выполненияспособа.1) Излучение рубинового лазера сдлиной волны 0,69 мкм с модулирован"ной добротностью (длительность импульса 40. нс) направляли на светоделитель, где оно расщеплялось надва пучка примерно одинаковой интенсивности, которые направляли на регистрирующий материал, Для сравнения пучки сначала направляли непосредствеино на регистрирующий материал, азатем со стороны подложки, как показано на фиг.1.В качестве регистрирующего материала испольэовали пленку СиРс толщиной 1 мкм, площадью 6 смф, ПленкиСиРс получали методом вакуумного напыления при давлении 10Торр. Переднапылением поверхности подложкиделали шероховатой,В первом случае голограммы запи"сывались в результате воздействияизлучения на пленку СиРс, Такое воздействие проявляется в локальном изменении толщины пленки в результатеиспарения вещества, т.е. в образовании рельефа на ее поверхности, Плотность энергии излучения в плоскостипленки 6.10- Дж/см. При этом напленку записывается голограмма с дифракционной эффективностью 1%. Приплотности энергии меньше 6 10 2 Дж//см голограмма не записывается. Та"ким образом, пороговая плотностьэнергии 6 10- Дж/см представляетсобой чувствительность пленки СиРс.Во втором случае, когда записывающие голограмму пучки направляли напленку СиРс, со стороны подложки,резко повышалась дифракциоиная эффективность ( 1 " 10%) при пороговыхплотностях энергии записи "3 х10-з Дж/см. Таким образом, приодновременном увеличении 1 в 10 разчувствительность к записи возрастаетв двадцать раз.2) Голограмму записывали такимже способом, как в примере 1. В качестве регистрирующего материала использовали пленку СдНВ,Те, полученную методом быстрого испарения ввакууме, толщиной 2 мкм, площадью6 см. Плотность энергии излучении45 на поверхности пленки составляла5 10Дж/см при дифракционной эффективности 1%. При записи голограммысо стороны подложки плотность энергии 0,5 10Дж/см. При этом дифракционная эффективность голограммыдостигает значений 10%,3) Голограмму записывали таким же способом,как в примерах 1 и 2.В качестверегистрирующего материалаиспольэовали пленку СеБе , В 1, полученную.методом дискретного термического испарения з вакууме, толщинойф 1 мкм, площ;.дья 7 см. Плотность5 1457629 бэнергии излучения на поверхности пленки на подложке, ав область пепленки 110- Дж/см-5 й. При зепи" ресечения когерентных ойтических пучси со стороны подложки - 4 10-ф Дж/ ков, о т л и ч а ю щ и й с я тем, /смф и % 153. что, сцелью повышения дифракционнойИспользование предлагаемого спосо- эффективности и чувствительности к5ба записи стационарных голограмм записи, пучкинаправляют на материал обеспечивает достижение максимальной со стороны подложки, выполненной дифракционной эффективности прн поро- прозрачной.и с дефектным промежуточ" говых значениях плотностей энергии 10 ным слоем,нв границе пленка-подложка, записи, т.е. позволяет значительно причем толщину пленки д выбирают иэ снизить энергозатраты нри записи. условия а 1 Р,где Ы - коэффициент поглощения материала пленки на длине волны,записывающих оптических пуч"ков. Формула изобретенияСпособ записи стационарных голо я грамм путем помещения регистрирующего материала, состоящего из тонкой Составитель Е. о федотов Техред М.Х Корректор М,Пожо о еевв Д р оданичРедакт Заказ 3335 Тираж 383ВНИИПИ Государственного комитета по нэо113035, Москва, Ж, Р пис тениям и открытиям прн ГКНТ СССР ская наб., д. 4/5 оиэводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101