Байбородин Ю.В. Основы лазерной техники (1988) (1151949), страница 77
Текст из файла (страница 77)
Другой важной характеристикой эмульсии является чубствилтельность а„. Как правило, повышение разрешающей способности фото- слоя сопровождается падением его чувствительности. Для указанных выше фотоэмульсий и гелий-неонового лазера чувствительность составляет 10~...10 ' Дж/см'. В настоящее время ведутся интенсивные исследования и поиски реверсивных фотоматериалов, допускающих перезапись информации. К таким материалам принято относить магнитные пленки, сегнетоэлектрические и электрооптические кристаллы, фотополупроводники, термопластические пленки и т. д. Объемная фазовая голограмма с высокой дифракционной эффективностью П, = Р /(Р, !- Р„), где Р„ Є— мощности опорного и объектного лучей, может быть получена на электрооптических кристаллах ниобата лития (1!ХЬОа), танталата лития (1 !ТаО,) и др. В этих кристаллах в процессе регистрации происходят оптическое возбуждение электронов из локальных центров в зону проводимости и их диффузия в кристаллической решетке.
Это приводит к возникновению электрически заряженных областей, распределение полей в которых совмещено а распределением интенсивностей интерференционной картины. Электрическое поле изменяет показатель преломления кристалла, в результате чего экспонированные участки кристалла приобретают свойства фазовой голограммы и высокой дифракционной эффективностью (около 70 о/а).
Как показано на рис. 163, а, при регистрации ось г' кристалла должна быть направлена перпендикулярно к интерференциоиным полосам потемнения голограммы, причем плоскоать поляризации падающего излучения должна проходить через эту ось. Несмотря на то что чувствительность кристаллов значительно (в 10»...1У раз) меньше чувствительности фотоэмульсии и составляет около !00 Дж/см', голограмма, записанная в кристалле, имеет суще- 333 16 3 Типы голограмм 327 326 а Рпс. !6.3. Схема записи голограммы н крас!алле (а) и па термоплаетпческой енеспвпой пленке (б): о: ! — лазер; ! — свегоделнтель; 3 — зеркало; 4 — крнсзалл: дп пй слоя; !в б: ! — объектный и опорный пучкн; ! — деформнрованный слой т р опла; а щ; — основа (подложка) пз лавсапа; в (л, р) — рельеф, соогветств ю пй авве- срм семка; прово нпю аапвсавной голограммы; ! — длнна воны нагрева; од — ось, перпендвпулпрпап к плоо.
ующп уравве- коств чертежа; а толщина еермоплзсгнка ственные преимущества — высокую разрешающую способность и 'дифракционную эффективность т)! *. Стирание голограммы производится нагревом кристалла до 1(0 'С или направленным излучением. Основной недостаток — малая чувствительность 1(ХЬОа — может быть устранен введением примесей в чистый кристалл. Легирование примесями Ее, Мп, Сп, Ы1 в малых массовых долях (0,01 %) приводит к увеличению спектрального поглощения, т. е.
повышению чувствительности кристалла. Другой пример новых материалов для записи голограмм — термопластические носители — пленки (ТПН). На ТПН записываются п также фазовые голограммы, которые можно восстанавливать как а росвет, так и на отражение, Чувствительность ТПН значительно выше н чувствительности кристаллов, а разрешающая способность достигает 1000 штрихов/мм и больше. Термопластический слой при нагревании до температуры 100...105 'С размягчается и деформируется, повтор я р спределение заряда на его поверхности. Это свойство ТПН испольа вуется следующим образом. Структура пленки содержит термопластические смолы, фотоприемный и прозрачный проводящий слои окиси олова на лавсановой или стеклянной основе (рис. 16.3, б). Проводящий слой создает электрический контакт с фотоприемным слоем, а также служит своеобразным аккумулятором тепла на стадии проявления ТПН.
На поверхность термопластика наносится однородный электрический заряд электронп ным лучом или специальным устройством коронного разряда. Зате роецируется интерференционная картина. Это зались голограммы. м В освещенных участках происходит разрядка фотоприемного слоя и уменьшение электрического потенциала, причем распределение зарядов соответствует записанной интерференционной картине, Через некоторое время (О,1 с) потенциал поверхности ТПН изменяется: в освещенных участках возрастает, а в неосвещенных — приобретает начальное значение.
' * Дпфракцпоппак эффективность пропорппопальпа квадрату пропзведекпп акспозиции Оо, чувствктельпостп ег к нпдпоетп )г, полос пнтерферекппоппой картины, т. е Ч! = Фз ещ )ге)з Прояеление производится быстрым нагревом ТПН до температуры — 100 'С протекающим через проводящий слой ВпО током. Нагрев размягчает термопластик. Под действием поверхностных сил натяжения ТПН деформируется, создавая на поверхности рельеф в соответствии с локальным распределением зарядов. При охлаждении до нормальной температуры (20 'С) термопластик затвердевает, сохраняя фазовую голограмму, соответствующую полученному фазовому рельефу.
Стирание всей записанной информации производится нагревом ТПН до 110'С, выборочное стирание — лазерным излучением или электронным лучом. По схеме записи и толщине слоя фоюэмульсии, в котором записывается интерференционная картина, голограммы могут быть разделены на плоские, объемные и цветные. Плоские (тонкослойные) голограммь! — это обычно тонкие свето. чувствительные пленки эмульсии о зарегистрированной в них интерферограммой, нанесенные на стекло. Их структура похожа на дифракционную решетку в периодом Л - 2„,)ПО.
Плоская голограмма характеризуется функцией амплитудного пропускания дифрагирующей волны излучения — т (х, у). При прохождении волны единичной амплитуды через заданный элементарный участок голограммы, подобный дифракционной решетке, непосредственно за голограммой образуются волны нулевого и первого порядков: тЕ, = а)е+ шф, + а) ) (см. п. 16.1). Так как толщина пленки намного меньше расстояния между двумя соседними максимумами Л системы полос интерференционной картины, то при прохождении параллельного опорного пучка через плоскую голограмму фронт волны разбивается на несколько различно направленных дифракционных пучков, наклоненных по отношению к падающему пучку под различными углами ~ 9,:Е 29, ~ 99, ..., ~т9, где з(п 9 = )ьо/Л.
Один из этих пучков направлен так же, как и падающий, но интенсивность его намного больше других пучков вследствие интерференции на слоях эмульсии. Если производится запись предмета сложной конфигурации на плоской голограмме, ю каждая точка предмета образует на голограмме свою систему полос различных расположения и ширины. В этой ситуации создается плоская голограмма, тождественная сложной, нерегулярной днфракционной решетке.
При восстановлении за голограммой образуются две сферические волны, которые одновременно создают мнимое и действительное изображения предмета одинаковой интенсивности. Отметим, что внеосевые схемы голографии, как правило, образуют плоские голограммы. Объемные (пюлстослойные) голограммы — это специальные интерференционные структуры, у которых расстояния между соседними поверхностями почернепня много меньше толщины слоя (Л (( Л).
Чем больше толщина слоя Л, тем больше в нем образуется поверхностей почернения н тем точнее получается воспроизведение предмета. По- Рис. 1бий С .. Схема записи объемных голограмм по мего Ю. Н. Вен зеркало; — лаехмег; à — голограмма; СЛ вЂ” ееегонелягела верхностн почернення — это — это, по сути дела, пространственные изменения показателя преломления слоя.
В отличие от плоской, объемная голограмма имеет два замечательных свойства. Восстановление нзображення объекта производится е б излучением лазера, а в свете люб н о язательно р, а в свете любого немонохроматнческого источника. ное н рн этом восстанавливается только одно нзображе й нне, де ствнтель- лн л1ннмое, в зависимости от того, с какой сто оны осв аетс голограмма. Впервые в 1962 г.
об г. ъемные голограммы н метод нх записи предложил Ю. Н. Денисюк (рнс. 16.4). волн и Если делить схемы записи по углу падения объ н по отношению к плоскости фотопластинки, то необх ектной н опорной Денисюка — объемная, отражательная голозапн грамма — представляет собой особый тнп ннтерфе сн этой голограммы объектная н опорная волнй падают на оторон н ннтерференцнонная карти- в виде о ъемной структуры на записывается в толстом слое эмульсии в б частично отражающих поверхностей почернення (рнс. 16.5).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
