Материал для записи голограмм

Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 788070(22) Заявлено 14,1178 (21) 2684965/18-25с присоединением заявки Йо( 03 Н 1/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения Либера Лотар (ГДР), П.П.Погорецкий, Ридел)ь Готтфрйд (ГДР)А,В,Савчук, Е,Н.Салькова (СССР), М.С.Соскнн (СССР)и Хаманн Клаус (ГДР) Институт физики АН Украинской ССР и Высшая техническая школа в г. Карл-Маркс-Штадт (ГДР)(54) МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЭАПИСИ ГОЛОГРАММ Изобретение относится к голографии, а именно к регистрирующим средамдля записи стационарных голограмм спомощью излучения неодимового и рубинового лазеров, и может быть испольэовано для регистрации оптической информации и получения голографическихэлементов (рельефных голографическихдифракционных решеток, линз, светоделителей, корректоров),пригодных в 1 О,видимой и ближней ИК-области спектра,Одной из основных задач голографии,является поиск высокоэффективных регистрирующих сред. Под высокой эффективностью подразумевается не только 15обеспечение высоких значений такихосновных параметров, как чувствительность, дифракционная эффективность иразрешающая способность, но и наличиеряда не менее важных свойств таких, ,Якак стабильность во времени, короткиевремена записи, большое соотношениесигналов (шум, устойчивость к лазерному излучению и др),Основными требованиями являются 25также технологичность и простота изготовления регистрирующей среды,что определяет воэможность изготовления носителя информации большой площади. 30 Особо актуальным является поиск регистрирующих сред для ИК-области спектра, максимально удовлетворяющих укаэанным выше требованиям,поскольку в ИК-области спектра отсутствуют эффективные регистрирующие среды.Ъ Известен ряд регистрирующих сред, чувствительных в ИК-области спектра, К ним относятся металлические пленки, полупроводниковые материалы, органические фотохромные материалы, термопластики, желатиновые слои.Наилучшими по основным параметрам являются металлические плен ки висмута, имеющие достаточно высокую чувствительность порядка 10 Дж/см в широкой области спектра, в том числе и в ИК-области 1).Недостаток пленок В 1 является окисление слоев в атмосфере, что приводит к изменению их физических свойств. Чувствительность полупроводниковыхl материалов типа СеАзТе составляет также 10 Дж/см 2 . Однако голографическая запись осуществлена в спектраль ной области 0,8 мкм, данных о голо-. графической записи излучением более длинных волн не имеется,. В спектральной области порядка1 мкм известна запись динамическихголограмм на кристаллах В, СйБе 3),Регистрация гоЛограмм осуществленатакже на желатине, который чувствителен в широкой спектральной области.однако чувствительность его в ИК-области спектра (3 мкм) значительно уменьшается и составляет примерно,5 10" Дж/смф 43.Недостатком этого материала являетр1ся необходимость дополнительной обработки после экспоэиции,а также набухание регистрирующего слоя во влажнойатмосфере,что приводит к искажениюзаписанной информации.Термопластические материалы (например, поливинилкарбазол) имеют хорошие параметры для записи в видимойобласти спектра. При сенсибилизациитермопластиков Флюореновыми красителями возможна запись информации и в 20ИК-области спектра Полученные рельефные голограммы имеют относительновысокие параметры; чувствительность10Дж/см, разрешающую способность500 лин/мм, дифракционную эффективность О, 1-2 5)К недостаткам термопластическихматериалов следует отнести необходимость нанесения электрического зарядаи дополнительного процесса проявленияголографической записи, что являетсяпрепятствием для быстрого считыванияинформации,Фотохромные материалы (спиропираны, салицилинденанилины и др,) характеризуются широкой областью спектральной чувствительности, которая ввидимой части спектра составляет-1 2.10 Дж/см ,но спадает при продвижении в ИК-область до 10 Дж/смф-придлине волны записывающего излучения 4010,6 мкм.К тому же время хранения записи н этой области составляет всегонесколько минут.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому эФфекту является фотохромный материал - спиропиран 6),Цель изобретения - унеличение чувствительности в ИК-области спектра материала для записи стационарных 50 гЬлограмм при сохранении высоких значений разрешающей способности и дифракционной эффективности.Указанная цель достигается тем,что в качестве материала для записиголограмм впервые используется полимер диметил-тиадиазола,Аморфные пленки диметил -тиадиазолаплощадью ЗкЬ см. и толщиной порядка1 мкм изготовлены методом,полимериэации мономера 3,4 диметил,2,5-тиадиазола на Стеклянную подложку под действием тлеющего разряда. Изготовленныйпо этой методике полимерный материалприменяется н электронике н качестве 65.дйэлектрика при изготовлении конденсаторов.На фиг. 1 приведены зависимостидифракционной эффективности от пространственной частоты для разных длий волн; на фиг. 2 взависимости дифракционной эффективности решеток от экспозиции для различных пространственных частот;на фиг.3 - шумовые характеристики предлагаемого материала для различных пространственных частот, Запись голографических решеток производится излучением частотного лазера (ЛТИ-ПЧ) на алюмо-иттриеном гранате с неодимом :1,06 мкм),работающего как в режиме одиночных импульсов длительностью 10 нс и мощностью 1 мВт, так и в режиме свободной генерации, а также излучением рубинового лазера(фиг, 1 и 2) видно, что максимальные значения параметрон для записанных решеток составляют:дифракционная эффективность 5 (при воспроизведении излучением гелий-неонового лазера), разрешающая способность порядка 1000 лин/мм - в ИК-области и более 2000 лин/мм - в видимой области, чувствительность 5 10Дж/смф., При нанесении на поверхность образованной Решетки тонкого слоя золота дифракционная эффективность достигает 15-20, ГолограФические решетки записываются за время порядка 10 нс и не требуют последующей обработки. Свойства пленок и записанных на них решеток не изменяются в течение двух лет. Величина соотношения сигнал/шум достигает значения 100, как видно на фиг, 3.Полимерный материал диметил-тиадиазол обладает следующими преимуществами:превосходит изнестные по чувствительности в ИК-области спектра ( А=1,06 мкм), а в видимой области не уступает значения дифракционной эффективности и разрешающей способности как в видимой области, так и в ИК-области не уступают известным;имеет место непосредственная фиксация изображения, не требующая дополнительной обработки; технологичность изготовления тонких пленок аморфного полимера диметил-тиадиазола позволяет получать образцы для записи голограмм на большой площади;механическая проч-: ность обеспечивает стабильность записанных решеток во времени;имеет хоро шее значение соотношения сигнал/шум, достигающее 100; короткое время записи, позволяющее быстро считывать инФормацию.формула изобретенияПрименение полимера диметилтиадиазола в качестве материала для записи голограмм, с целью увеличения чувст 7 Д 8070вительности материала в инфракраснойобласти спектра, разрешающей способности и возможности записи в видимойобласти спектра,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, ОЯяеп 3 . Б. Р 1 сояесопй 1 пггагейпо 6 одгарЬу оп Ь 1 явц 1 Ь Е 11 в, Аррб.РпуяЬеЕ, 1974, 24, Р 5, 220-222,2. Япц.Ю А.Я. 1 пес 1 оп Ьаяег Иг 1 г,1 пд оп Спайсодепь.йе Р 10 вя, АррВ.,Ор,1974, 13, Р 4, 795-798,3. Иоегйвац Э . Р . Рогча 11 оп о Е 1 гапя 1 еп 1 аггее сагг 1 ег поЮодгав 1 п 81,Ор 1. Соввцп, 1970, 2 Р 5, 212-214,Ваткус Ю. и др. Образование динамических голограмм на свободных носителяхв кремнии. - Квантовая электроника1975, 2, Р 9, 2068-2071,4. Патент ФРГ Р 2333554, кл.кл. С 03 Н 1/02, 1977,5, СоаЬцгп Н.Я, Ноаягоп Ь,М. ацйРиуег,З.С . Нойодгарп 1 с гесогй 1 пд 1 пЖегворрая 13.с .а 1 1,15 Юо, Арр 1,788070 Фиг Я й И ЛУ 4 У 50УигЗ ЬВ минВНИИПИ Заказ 8348/54 Тираж 526 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,4 РИ