Способ получения стационарных голограмм

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ может быть использован голографии для регист и изготов ментов, раб ластях спек повышение з Фективности значений чу Тонкопленоч вчук гол мического1983, 9,ал, нанесев область световых п тныхтерфе еские решетки пленке.-Опти 23, вып. 5,писи гожки, выосле чего голограм- осаждения максимумов при заляют его до подл ренционных лограмм уд полненной иэлектрическои,глубину рельеф ектролитическогвеличивают путем эл еталла раммы мет ектролитическо зобретение отн и может быть и рации оптическ товления голог сится к голограпользовано для рей информации иафических элеменидимой и ИК-обласи тов, работающих втях спектра.Цель изобретенфракционной эффекнении высоких зна я - увеличение диивности при сохраений чувствительности.На фиг. 1 (кри расчетные зависим ти и дифракционно грамм от толщины стрирующей среды; риментальная зави е 1 и 2 показаны ости чувствительноси эффективности голо- тонкопленочной реги на фиг. 2 - экспесимость дифракцити голограммы оти обработке голооннои эффекеив толщины пленки ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт физики АН(56) Беляков Л.Б, Записьна металле методом фотохтравления,-Письма в ИТФвып. 8, с. 471-473.Комар А,П. Голографична тонкой металлическойка и спектроскопия, 1967с. 827-828.(57) Изобретение относится к област ации оптической информаци ния голографических элеотающих в видимой и ИК-обтра. Цель изобретения начения дифракционной эфпри сохранении высоких вствительности голограмм . ный металлический материный на подложку, помещают ересечения когеренчков и в местах ин осаждения,Способ получения голограмм состоит из двух стадий - записи голограммы и ее обработки. Запись стационарной голограммы производится по обычной двух- лучевой схеме излучением импульсного лазера на тонкой металлической пленке, нанесенной на диэлектрическую подложку, причем в местах интерференционных максимумов записанной решетки пленка полностью удаляется с подложки. Это достигается при пороговых значениях энергии записи, которые определяют максимальную чувствительность пленки. Толщину ее выбирают исходя из условия обеспечения максимальной чувствительности к записи.=Тнсп ва на Т тура,з 1 1 ри этом значения дифракционной эффективности из-за малой толщины плен)ки составляют десятые доли процента. Затем образец с записанной голограммой помещают в электролитическую ванну и5 В процессе электролиза происходит Фсаждение металла на неудаленные частки пленки. Это осуществляется ри условии, что все штрихи голограм О ы электрически замкнуты, В тех месах, где пленка удалена до диэлектриеской подложки, электролитичеСкого )саждения металла не происходит. Таим образом, в результате наращивания штрихов решетки глубина рельефа величивается до величины, при котоой достигаются максимально возможе значения дифракционной эффективости. Следовательно, достигается уве- )О ичение дифракционной эффективности голограммы до 10-15% при пороговых лотностях энергий записи.Для реализации предлагаемого спооба следует учесть, что параметры 25 аписи стационарных рельефных голо- рамм, полученных на тонкопленочных егистрирующих средах, существенным бразом зависят от теплофиэических и )птических свойств среды. Чувствигельность регистрирующей среды.в дан ом случае определяется минимальной оглощеннай в пленке энергией, приодящей к нагреву среды, испарению ещества и образованию. рельефной35 голографической решетки, при этом тленка в местах интерференционных максимумов удаляется до подложки.освещенных участках пленки (при Отсутствии отражения от пленки) поГлощенная энергия определяется разйостью падающей на пленку энергиии прошедшей через слой толщиной й энергией Е ЕдЕа Ео Ео Еа(1 1 )При этом максимальная чувствительность пленки при д - 0 определяется Из условия; ки;скрытая теплота испарения;Та 1температура испарения вещесплевком;чальная темпера Из расчетных зависимостей чувствительности от толщины пленки (фиг.1 кривая 1) видно, что наибольшей чувствительностью обладают пленки минимально возможной толщины. Дифракционная эффективность голограммы является также функцией толщины и, как показывают расчеты, имеет некоторые максимальные значения, зависящие от оптических параметров пленки,Для периодической решетки с прямоугольным профилем штриха дифракционная эффективность амплитудно-фазовой решетки определяется отношением:ЬпУ41 о8(с 2 с )- ЙХсп1 опД "-"Д 1 - вв 2ос = Т 1 аЬп - коэффициент разложения вряд Фурье функции вида:с, - 1 хсОс Осхс 1,1 о - интенсивность падающего наленку света;к - волновой вектор;и - порядок дифракции;1 - период решетки,вого порядка дифракци(п=1)1+1 -2 С 1 сов)сй(п, Из равенства )1 п/йй=О получают зависимость дифракционнои эффективностиот толщины пленки, определяемую условием21 ссов М(п)3 + - (и) всо(п) = =ехр (- - ),2Из расчетной зависимости дифракционной эффективности от толщины для реальных параметров тонкопленочных материалов (Фиг, 1, кривая 2) видно, что ), а наблюдается для определенных тол)ин, причем резко снижается для пленок с малой ЙТаким образом, максимальные значения чувствительности и дифракционной эффективности голограмм достигаются при существенно разных толщинах пленок11 оэтому двухэтапной обработкой (запись - электролитическое осаждение) можно достигнуть55335 6по мере нарастания слоя золота исоставляют1 ОХ. Таким образом, достигается увеличение дифракционной 5эффективности в 20 раз при сохраненииминимальных плотностей энергии записи стационарных голограмм.Использование предлагаемого способа получения стационарных голограммобеспечивает по сравнению с прототипом увеличение значений дифракционной эффективности в три раза припороговых значениях плотностей энергии записи. Кроме того, значительно снижаются эиергозатраты при записи 8,Ф век Ы 5 14одновременного выполнения обоих условий,П р и м е р, Излучение рубиновогслазера с длиной волны=0,69 мкм смодулированной добротностью (длительность импульса " 40 нс) направ.ляется на светоделитель, на которомоно расщепляется на два пучка примерно равной интенсивности, которые на-,правляются на регистрирующий материал. В качестве регистрирующего материала используется пленка золотатолщиной 10 нм и площадью 5 смПленки получают методом вакуумного-Фнапыления золота при давлении 10 Пана стеклянные подложки. Запись голограмм осуществляется в результатевоздействия излучения на пленку золота. При этом за счет локального нагрева вещество пленки испаряется до подложки, изменяется ее толщина и записывается рельефная голографическаярешетка с максимально возможной дифракционной эффективностью. Из-занезначительной толщины. пленки значения дифракционной эффективности малы0,5/, пороговые значения плотностиэнергии записи, представляющие собойчувствительность пленки, составляют-1 10 Дж/см . Затем голограмму помещают в электролитическую ванну иметодом электролитического осажденияувеличивают ее толщину. Расстояниемежду электродами 3 см, напряжение2,8 В, Дифракционную эффективностьизмеряют с помощью гелий-неоновоголазера фотоэлектрическим методом,Из фиг. 2 видно, что значения дифракционной эффективности увеличиваются Формула изобретения 20 Способ получения стационарныхголограмм, заключающийся в помещении тонкопленочного металлического материала, нанесенного на диэлектрическую подложку, в область пересече Б ния когерентных световых пучков,в результате чего пленка удаляется до подложки, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью увеличения дифракционной эффективности, глубину 30 рельефа,голограммы увеличивают путем электролитического осаждения металла до толщины Й, определяемой из условия 2 х . 1 аКй 2сов х+ - вп х=ехр(- - ),где х=Ы(п);и - показатель преломления материала пленки;волновой вектор считывающегоголограмму излучения,1455335 оставитепь Е. Дорофееваехред М.Ходанич Корректор И. Муск актор Л. 11 чолинс 11 одписное Тираж 412 Заказ 7455 Н ГКНТ СССР приятие, г. Ужгород, ул. Проектная арственного комитета и 113035, Москва, Жизводственно-полиграфическо зобретениям и Раушская наб крытиям прд, 4/5