Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОТРАЖАТЕЛЬНЫХ ГОЛОГРАММ
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОТРАЖАТЕЛЬНЫХ ГОЛОГРАММ

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОТРАЖАТЕЛЬНЫХ ГОЛОГРАММ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к оптической голографии. Сущность: при обработке отражательных голограмм, записанных на незадубленном слое бихромированной желатины, набухание желатины осуществляют в водном растворе спирта с концентрацией α об. % , удовлетворяющей соотношению 35< α< 55. 2 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2006894
Класс(ы) патента: G03H1/18
Номер заявки: 4919452/25
Дата подачи заявки: 18.03.1991
Дата публикации: 30.01.1994
Заявитель(и): Научно-исследовательский институт комплексных испытаний оптико-электронных приборов и систем Всесоюзного научного центра "ГОИ им.С.И.Вавилова"
Автор(ы): Коржикова Л.М.; Степанова А.И.
Патентообладатель(и): Научно-исследовательский институт комплексных испытаний оптико-электронных приборов и систем Всесоюзного научного центра "ГОИ им.С.И.Вавилова"
Описание изобретения: Изобретение относится к оптической голографии и может быть использовано для создания полихромных голограммных зеркал (ГЗ) для спектрозональных фотометров, а также для решения задач монохроматизации светового излучения, снижения цветового искажения при использовании ГЗ в качестве дисплеев в системах визуальной индикации и т. д.
В настоящее время актуальной технической задачей является получение ГЗ с высокой угловой и спектральной селективностью, близкой к расчетной, с дифракционной эффективностью (ДЭ) более 80% , низким уровнем световых потерь при высоких значениях светочувствительности регистрирующей среды. Такие зеркала необходимы, например, для установки в экологических осмических системах, для отображения информации с цветных мониторов и т. д.
В голографии известны способы получения спектрально селективных голограммных зеркал с использованием задубленных слоев бихромированной желатины (БХЖ).
Известне способ обработки голограммы на задубленных слоях бихромированной желатины (БХЖ ДС) [1] .
Обработка голограмм производится с использованием режима, включающего обработку в проявляющем водном растворе с рН = 4,7 или 8,2, обезвоживание последовательно в 50- и 100% -ных растворах изопропилового спирта. Такой режим обработки позволяет получать ГЗ на слое толщиной 10 мкм с дифракционной эффективностью 78-90% и полушириной полосы отражения ( Δλ0,5) 18-26 нм.
Однако такой способ, как и все другие технологии, основанные на задубленных слоях БХЖ, не позволяет получать высокие значения светочувствительности, многостадиен и отработан только на слоях БХЖ ДС толщиной 10 мкм.
Поэтому мы обратились к технологии получения ГЗ на мягких или незадубленных слоях БХЖ. Эта технология содержит меньшее количество операций и обеспечивает наиболее высокие значения светочувствительности БХЖ. Однако проблема послеэкспозиционной обработки толстых слоев и здлесь весьма актуальна.
В качестве прототипа выбран способ обработки ГЗ на незадубленных слоях БХЖ [2] .
По этому способу слои БХЖ готовились формованием из 7% -ного водного раствора желатины, содержащего 3% бихромата аммония (БХА) от веса желатины. Толщина слоев составляла 10-12 мкм.
Слои после экспонирования интерференционным полем излучения с длиной волны 514,5 нм проявлялись водой (5 мин), затем обезвоживались последовательным купанием в 50- и 100% -ных растворах изопропилового спирта при комнатной температуре.
В результате такого способа обработки получены ГЗ с дифракционной эффективностью более 80% при светочувствительности 20 см2Дж-1 с полушириной 20 нм, оцененной по графическим материалам [1] .
Как известно, при заданном высоком уровне ДЭ повысить спектральную селективность ГЗ можно, используя слои с большей толщиной. Однако с увеличением толщины слоя возникает проблема однородной проработки слоя по глубине.
Обработка голограмм с большей толщиной слоя по способу-прототипу не приводит к ожидаемому результату (значению Δλ0,5). Этот способ хотя и дает голограмму с высоким значением светочувствительности и дифракционной эффективности, однако не позволяет получать узкополосные голограммные зеркала.
Целью изобретения является повышение спектральной селективности ГЗ.
Цель достигается тем, что в способе обработки голограммы, включающем набухание и сушку, набухание осуществляется в водном растворе спирта с концентрацией α (об. % ), найденной из соотношения 35 < α < 55.
В табл. 1 приведен выбор граничных значений концентрации водного раствора изопропилового спирта для проведения стадии набухания для слоя толщлиной 40 мкм. Оценка велась по зачению полуширины полосы пропускания ( Δλ 0,5). В табл. 1 приведены средние значения параметров из серии проведенных экспериментов, отклонение от среднего значения по Δλ 0,5составляло не более 10% .
Работа способа описана на голограмме, записанной на длине волны 488 нм по методу Денисюка при экспозиции 10 и 15 мДжсм-2. Экспонированный слой незадубленной БХЖ проявлялся в водном растворе изопропилового спирта, обезвоживался в спирте, затем сушился и защищался от воздействия атмосферной влаги.
Измерение светотехнических характеристик проводилось на спектрофотометре СФ-20.
Как видно из результатов, приведеных в табл. 1, с ростом содержания изопропилового спирта в проявляющей ванне происходит повышение спектральной селективности до значения концентрации 55 об. % , начиная с которой наблюдается падение светочувствительности слоя. При этом значительный эффект снижения значений наблюдается, начиная с α = 35 об. % .
Аналогичный результат был получен нами и на другой толщине слоя ≈10 мкм (см. табл. 2).
Такая методика обработки голограмм была проведена с вариациями продолжительности обработки в обезвоживающих ваннах: при равных различных временах, при двух- и одноступенчатом обезвоживании, при регистрации голограммы излучением других длин волн: 457 и 514,5 нм, на свежесинтезированных и длительно хранившихся ( ≈ 2 лет) БХЖ слоях.
Во всех перечисленных примерах наблюдается стойкая тенденция к увеличению спектральной селективности при выбранном составе проявляющей ванны.
На нашем предприятии было обработано заявленным способом более 650 голограмм.
П р и м е р 1. На подложку из фотостекла наносили способом формования слои 7% -ного водного раствора желатины, содержащего 3% бихромата аммония к весу сухой желатины, толщиной 840 мкм при температуре 46оС, студенили 1,5 ч при температуре 7-10оС, сушили и старили (3-5 сут) при комантных условиях, экспонировали излучением аргонового лазера (ЛГН-503) на длине волны 488 нм при оптимальной экспозиции 10 мДжcм-2. Проявляли в 50 об. % водном растворе изопропилового спирта до вымывания бихромата аммония, обезвоживали 100% -ным изопропиловым спиртом в течение 20 мин при температуре 16оС, прогревали в течение 1 ч при 100оС, защищали покровным стеклом. Все операции до сушки проводили при неактиничном освещении.
Измеряли характеристики полученных ГЗ: Δλ0,5 = 5,5 нм; λмин= 550 нм; Tмин = 15% , Т550фона= 93% .
П р и м е р 2. Технология получения и обработки слоя БХЖ, как и в примере 1. Экспонируется материал излучением аргонового лазера на длине волны 514,5 нм. Оптимальная экспозиция 40 мДжсм-2.
Характеристики ГЗ: Δλ = 4 нм, λ мин = 500 нм, Т500мин = 15% ; Т500фон = 94 %
П р и м е р 3. Технология получения и бобработки слоя БХЖ, как и в примере 1. Экспонируется материал излучением аргонового лазера на длине волны 457 нм. Оптимальная экспозиция 8 мДжсм-1.
Характеристики ГЗ: Δλ = 3,8 нм; λ мин= = 470 нм, Тмин = 18% , Т480фон = 95% .
П р и м е р 4. Технология получения и обработки слоя БХЖ, как и в примере 1. Слой хранился до записи в холодильнике около двух лет. Экспонируется излучением того же лазера на длине волны 488 нм. Оптимальная экспозиция ≈ 40 мДжсм-2.
Характеристики ГЗ: Δλ = 5 нм; λ мин = 545 нм; Тмин = 18% ; Т545фон = 94% .
Таким образом, заявленный способ обработки голограмм благодаря новому найденному режиму проявления позволил значителььно повысить спектральную селективность ГЗ, пропускание вне зоны отражения при сохранении на высоком уровне светочувствительности и дифрационной эффективности (≥ 80% ). (56) 1. Курсакова А. И. и др. Параметры структуры отражательных голограмм на бихромированной желатине при различной обработке. Оптика и спектроскопия, 1990, т. 69, вып. 4, с. 909-913.
2. Кузилин Ю. Е. Структурные превращения в слоях бихромированной желатины при протекании процессов, моделирующих формирование голографической структуры. Оптика и спектроскопия, 1988, т. 65, вып. 3, с. 672-676.
Формула изобретения: СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОТРАЖАТЕЛЬНЫХ ГОЛОГРАММ, записанных на незадубленных слоях бихромированной желатины, включающий набухание и сушку в спирте, отличающийся тем, что, с целью повышения спектральной селективности и пропускания вне зоны отражения голограммы, набухание осуществляют в водном растворе спирта с концентрацией α (об. % ), удовлетворяющей условию 35 < α < 55.