Материал для записи голограмм

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскнкСоцналистнческннРеспублик(23) ПриоритетО 03 Н 1/02 Госуаарственный комитет СССР но делан изобретений и открытийОпубликовано 231282 Бюллетень М 47 Дата опубликования описания 0301, 83 531 УДК 772.99(088.8) Иноптранеи Хельмут Герат Кампфарт )Гцр), атН.Са чун,(72) Авторыизобретения Е.Н.Салькова, М.С.Соскин (СССР), К.Хаманн ( ДР)-.1, : .т:й Институт физики АН Украинской ССР и Высшая тей 4 ййфоя,;школа. в г. Карл-Маркс-Штадт( ГДР) "- ,(71) Заявители(54) МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЗАИСИ ГОЛОГРАММ Изобретение относится к области голографии, а именно к регистрирующим. средам для записи стационарных голограмм с помощью излучения неодимово 5 го и рубинового лазеров, и может быть использовано для регистрации оптической информации и получения голографических элементов(рельефных пографических решеток, линз, светоделителей, корректоров), пригодных в видимой и ближней инфракрасной области спектра.Одной из основных задач голографии, решение которой необходимо для успешного осуществления различных техничес ких применений голографии, является задача поиска высокоэффективных регистрирующих сред. Под высокой эф- .Фективностью подразумевается не только обеспечение высоких значений таких основных параметров, как чувствительность, дифракционная эффективность и разрешающая способность, но и наличие ряда не менее важных свойств таких, как стабильность во времени, короткие времена записи, большое соотношение сигнал/шум, устойчивость к лазерному излучению и др. Не по- следнее мето среди этих требований занимает технологичность и просто-,.:а изготовления регистрирующей среды, что определяет возможность изготовления носителя информации большой площади.Особо актуальным является поиск регистрирующих сред для ИК-области спектра, максимально удовлетворяющих указанным выше требованиям, поскольку в ИК-области спектра отсутствуют эфФективные среды.В настоящее время известен ряд регистрирующих сред, чувствительных в ИК-области спектра. К ним отно.сятся металлические пленки, полупроводниковые материалы, органические Фотохромные материалы, термопластинки, желатиновые слои.Наилучшими по основным параметрам являются металлические пленки висмута, имеющие достаточно высокую чувствительность порядка 10 дж/см)а. в широкой области спектра, в том числе и в ИК-области. К основному недостатку пленок висмута следует отнести окисление слоев в атмосфере, что приводит к изменению их Физических свойств 1.Чувствительность полупроводниковых материалов типа Се дьТе составляет также 10,4 ж/сма, однако голографическая запись осуществлена в спектральной области 0,8 мкм, данных в голографической записи излучением фолее длинных волн не имеется 2. В спектральной области порядка 1 мкм , известна запись динамических голограмм на кристаллах 1, Сдбе 33Однако чувствительность записи этих кристаллов низкая - 0,5-5 Дж/см.,ФФотохромные материалы (спиропираны, салицилиденанилины и др характеризуются широкой областью спектральной чувствительности, которая в видимой части спектра составляет 10 Дж 7 см,несовпадает при продвижении в ИК-область до 10 Дж/смф.при длине волны записывающего излучения 10,6 мкм. К тому же время хранения записи в этой области составляет всего несколько минут 4.Термопластические.материалы (например, поливинилкарбаэол имеют хо О рошие параметры для записи в видимой области спектра. При сенсибилиэации термопластиков флюоренавыми.красителями возможна запись информации в ИК-области спектра 5 , Полученные 25 рельефные голограммы имеют .относительно высокие параметры: чувствительность 10 Аж/см, разрешающую способность 500 лин/мм, дифракционную эффективность 0,1-2.30К недостаткам термопластических материалов следует отнести необходимость нанесения электрического заряда и дополнительного процесса проявления голографической записи, что 35 является пРепятствием для, быстрого считывания информации.Регистрация голограмм осуществляется также на желатине который чувствителен в широкой спектральной областио 1. Однако, как и в случае Фотохрамных материалов, чувствительность его в ИК-области спектра (3 мкм значительно уменьшается и составляет примерно 5 1(Г Дж/см. Нег. я. достатком этого материала является необходимость дополнительной обра ботки После экспозиции, а также и на- бухание регистрирующего слоя во влажной атмосфере, что приводит к искажению записанной информации.Известен также материал для записи стационарных голографических ре-шеток диметил-тиадиаэол 7 . Лморфные пленки диметила-тиадиазола чувствительны в видимЬй и ближней ИК-об ласи спектра чувствительность10 Дж/см ), обладают высокой разрешающей способностью (-2000 лин/мм в видимой области спектра и "1000 лин/мм в ближней ИК-области спек щ трау, дифракционной эффективностьюю 5 Ф, Решйтки, записанные на пленках диметил"тиадиазолане требуют последующей обработки, имеют хорошее значвнив соотношения сигнал/шум , 100), одна ко технология, изготовления эйого материала достаточно сложна.Для наглядного сопоставлении параметров указанных выше сред приводим таблиц,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому эффекту изприведенных аналогов является органический полупроводник - диметил-тиадиазол.Целью изобретения является использование материала, получаемого по упрощенной технологии, а также увеличение числа использувьяях материаловдля записи голограмм, обладающих высокими значениями чувствительности ввидимой и ИК-области спектра и разрешающей способности,Укаэанная цель достигается тем,что в качестве материала для записиголограмм используется полимер метилроданид.оНа Фиг.1 приведены зависимостидифракционной эффективности от пространственной частоты для разных длинволн, на Фиг,2 - зависимости дифракционной эффективности от экспозиции для различных пространственныхчастот," на фиг. 3 - шумовые характе- "ристики предлагаемого материала дляразличных пространственных частет.Пленки метилроданида получаются методом полимеризации из газовой Фазымонометра метилроданида при осаждениина подложку в тлеющем разряде. Давление паров монометра в напылительной установке составляет 100 Па,плотность тока тлеющего разряда0,2 мА/см, расстояние между электро 2.дами 5-8 см, температура 20 С. Мономер метилроданид является дешевым промежуточным продуктом в производствесредств против вредителей (гербициды, инсектициды), но сам по себенетоксичен. Другие известные применения метилродайида - в качестве стабилизатора для хлорированных углеводородов, а также присадки к смазочным маслам для замедления окисления.Запись голографических решетокпроизводилась излучением частотноголазераЛТИ-ПЧ) на аломо-иттриевомгранате с неодимомр 1,06 мкм), ра"ботающего как в режиме одиночныхимпульсов длительностью 10 нс и мощностью 1 МВт, так и в режиме свободной генерации, а также излучениемрубинового лазера.-". 0,69 мкм), работающего в режиме свободной генерации.Были записаны голографические ре"":щетки при различных углах схожденияпучков, При угле схождениями=,б 0чтосоответствует пространственной частоте 4 ф 950 Лин/мм, штрихи четко раз,личимы.886639 Зависимости величины дифракционной эффективности решеток от пространственной частоты и энергии записывающих пучков представлены на фиг.1 и 2.Из приведенных зависимостей видно, фто максимальные значения параметров для записанных решеток составляют дифракционная эффективность - 4-6при воспроизведении излучением гелий- неонового лазера), разрешающая способность порядка 1000 лин/мм в , 10 ИК-области и более 2000 лин/мм в видиой области, чувствительность 10 Дж/мм- Голографические решетки записывались за времена порядка 10 нс и не требовалось последующей обработ ки. Свойства пленок и записанных на них решеток не изменялись в течение года. Величина соотношения сигнал/шум достигала значения 100, как видно иэ фиг.3. 20 Среды, чувствитель1,0610,6 висмуовковыокисМеталличес- Населеккие пленки тивны Пленки та ост быстро ляются 000 Динамическарешетка 10 .5 510 5 110 40 О,1,ребует дополительной обаботки 10,6 3-.10 3 Органичес,кие Фотохромные материалы спиропнран) 3-1,15 1,15 ,4-8) 10 1-35 Термопластины (по- ливинилкарбазол) Требует допнительной оработки. 0,4583 атин,06 (05-1):105 100 5-1,0 Органический полимер ( диметил-тиадиазол Не требует дополнительнойобработки 7 Органическийполимер (ме- тилроданид 5-1,1,0 4-6 0 Не требует до. полнительной обработки 2 Полупровод,5-0,8, йики 0,6-1 р 06 Технология синтеза монометра метилроданида проста и налажена в промышленных масштабах, поскольку он в больших количествах используется при изготовлении инсектицидов и гербицидов, в отличие от известного. прототипа - диметил-тиадиазола (соединения, химически более сложного, чем метилроданид , синтез которого достаточно трудоемок. Как следует из приведенных вьве данных, указанный полимерный материал метилроданид по технологии изготовления проще и дешевле и при этом не уступает известным аналогам по разрешающей способности,дифракционной эффективности и чувствительности в ииллмои области спектра, = б,69 мкм) и в ИК-областиА= 1,06 мкм). ные в ИК-области 600 Требует дополнительной об- работкиТираж 48ударственного комитета ССС иэобретений и открытийсква, Ж, Раушская наб НИИПИ Гопо делам13035, М иап ППП "Патентф,г. Ужгород Корректор М. Шарсыи