DE1810627B2

DE1810627B2 - Verfahren zur Unterdrückung von Interferenzstreifen in photoempfindlichem Material

Info

Publication number: DE1810627B2
Application number: DE1810627A
Authority: DE
Inventors: Gotthard Dipl.-Phys. Dr. 2000 Hamburg Glatzer; Rolf 2000 Wedel Linde
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1968-11-23
Filing date: 1968-11-23
Publication date: 1978-03-09
Also published as: JPS50933B1; NL6917351A; GB1293186A; DE1810627A1; SE346040B; US3601017A; FR2023975A1; BE742071A; CA924155A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Unterdrückung von an Grenzflächen durch Lichtreflexion verursachten Interferenzstreifen bei der Belichtung von photoempfindlichen Informationsträgern, z. B. bei der Herstellung von Hologrammen oder Interferogrammen.

Träger der Hologramminformation ist im allgemeinen eine lichtempfindliche Schicht, z. B. Photogelatine oder photochromes Glas. Diese soll die Information über eine einfallende Lichtintensitätsverteilung fixieren, z. B. als ortsabhängige Schwärzung in Amplitudenhologrammen und als ortsabhängige Änderung des Brechungsindex oder der Schichtdicke in Phasenhologrammen. Die lichtempfindlichen Schichten sind transparent und grenzen entweder selbst oder mit ihrem ebenfalls transparenten Schichtträger an die Luft.

Bei der üblichen Photoplatte, bestehend aus einer Gelatineschicht als Informationsträger und einer Glasplatte als Schichtträger, besitzen Schicht und Platte meist annähernd den gleichen Brechungsindex und bilden somit optisch zusammen eine fast planparallele Platte, die zwei Grenzflächen eines optisch dichteren Mediums gegen Luft besitzt. Bei Lichteinfall aus der einen Richtung entsteht durch Reflexion an der dem Lichteinfall abgekehrten Grenzfläche in der lichtempfindlichen Schicht nach der Entwicklung das Abbild eines Systems von Interferenzstreifen als Negativ der mit dem Auge beobachtbaren Intensitätsverteilung. Diese Streifen stellen bei der Herstellung von Hologrammen eine unerwünschte Information dar, da

ίο sie bereits durch Einfall eines einzigen Lichlbündels hervorgerufen werden. Erwünscht ist dagegen allein die Aufzeichnung von Interferenzstreifen, die von zwei oder mehreren gleichzeitig auf die lichtempfindliche Schicht einfallenden kohärenten Bündeln hervorgerufen

ι") werden. Dies sind ortsunabhängige (stationäre) Interferenzen, die durch die im Wellenfeld beider Bündel örtlich vorliegenden Amplituden und die gegenseitigen Phasenbeziehungen eindeutig bestimmt sind. Zur Erzielung optimalen Kontrastes dieser erwünschten

-'» Streifen ist eine über die gesamte Gelatineoberfläche definierte Anpassung der Amplitude eines Objektbündels an die Amplitude des Bezugsbündels notwendig. Diese Anpassung wird durch die Aufzeichnung der unerwünschten Streifen verhindert, und der gesamte

->') Wirkungsgrad des Hologramms wird erniedrigt, weil überbelichtete und unterbelichtete Partien des Informationsträgers miteinander abwechseln.

Bei der Wellenfrontrekonstruktion des Objektes wirkt die ortsabhängige Untergrundschwärzung der

«> Schicht infolge ihrer unterschiedlichen Transmission des belichteten Hologramms wie eine ortsabhängige Schwächung des hierbei benutzten Beleuchtungsbündels. Der Wirkungsgrad des Hologramms wird im Rekonstruktionsschritt wiederum stark herabgesetzt

i~> und erreicht nicht den optimalen Wert, weder für Amplituden noch für Phasenhologramme.

Zur Vermeidung störender Reflexionen an der Grenzfläche Glasunterlage gegen Luft ist bisher die Verwendung einer sogenannten Lichthofschutzschicht

■'<· bekannt. In der einfachsten Form besteht sie aus einer grauen Anfärbung des Schichtträgers (»Graubasis«), die von den Behandlungsbädern nicht entfernt wird. Die geforderten Transmissionseigenschaften von Hologrammen verbieten die Verwendung einer solchen

4'-> Anfärbung. Gebräuchlich sind ferner gefärbte Gelatine-Zwischenschichten zwischen Emulsion und Schichtträger oder eine gefärbte Gelatine-Rückschicht, deren Färbung nach der Bearbeitung verschwindet. Deren Absorption reicht nicht aus, um die Lichtrefiexion an der Grenzfläche vollständig zu verhindern. Dabei ist zu berücksichtigen, daß für die in der Holographie erforderlichen großen Einfallswinkel des Referenzbündels der Anteil des an der Grenzfläche reflektierten Lichtes gegenüber senkrechtem Einfall beträchtlich erhöht ist.

Bekannt ist ferner z. B. die Verwendung einer Immersionsküvette zur Unterdrückung des durch Oberflächenrauhigkeiten des photographischen Materials verursachten Rauschpegels bzw. interner Sekun-

«) därreflexionen. Diese Küvetten sind jedoch verhältnismäßig unhandlich und gestatten keine sofortige Beobachtung der Hologramminformation. Es kommt hinzu, daß das Eintauchen des photographischen Materials in ein Immersionsmittel ein unkontrollierba-

hi res Quellen der Gelatineschicht verursachen und damit andere Fehler, insbesondere in einer holographischen Aufnahme, bedingen würde.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei der Belichtung von

photoempfindlichen Informationsträgern die an den Grenzflächen durch Lichtreflexion verursachten Interferenzstreifen zu vermeiden.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Immersionsmittel auf die der Lichteinfallsrichtung abgekehrte Seite des photoempfindlichen Informationsträgers oder seines durchsichtigen Schichtträgers, sofern diese gegen Luft grenzen, aufgebracht und während der Belichtung die Schichtdicke des Immersionsmittels zeitlich verändert wird.

Durch die Verhinderung der örtlichen Fixierung wird eine vollständige Vermeidung störender Interferenzstreifen erreicht und der Kontrast der Holograniminformation wesentlich erhöht. Die Aufnahme und Entwicklung einer Hologramminformation wird überhaupt nicht beeinträchtigt und die genaue Einstellung des optimalen Arbeitspunktes auf der Schwärzungskurve bleibt gesichert und das Signal-Rausch-Verhältnis derart hergestellter Filter für die Zwecke der optischen Datenverarbeitung wird erhöht. Die Erfindung ist insbesondere für die Mikroholographie _vz. B. Drucken von (C-Masken) vorteilhaft, wo hoher Kontrast und hohes Auflösungsvermögen im Informationsträger gefordert werden.

Der transparente Schichtträger, z. B. einer Hologrammschicht (bei Photoplatten Glas), wird auf der dem Lichteinfall abgekehrten Seite mit einer durchsichtigen Flüssigkeitsschichi, sogenannter »Rückguß« versehen. Diese hat denselben Brechungsindex wie der Schichtträger (z. B. Glas), stellt also ein Immersionsmitlei dar und besitzt eine zeitlich veränderbare Schichtdicke, deren Änderung während der Expositionszeit des Hologramms eine Verschiebung des oben beschriebenen Interferenzstreifensystems um mindestens eine Streifenbreite bewirkt. Dies kann man entweder mit Hilfe einer leicht verdampfenden Flüssigkeit, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme eines Heizlüfters, oder bei schwerer verdampfbaren Flüssigkeiten durch Erzeugung von akustischen Wellen erreichen, die das Wellenfeld in der Flüssigkeit bei der Reflexion räumlich modulieren.

Auch durch vertikale Aufstellung der Platte bzw. des Schichtträgers kann das Ablaufen eines ungleichförmig dicken Flüssigkeitsfilms erzielt werden, der in kurzen Zeitabständen mit Hilfe eines Systems von Spritzdüsen am oberen Rande der Platte aufgebracht werden kann. Die Figur der Zeichnung zeigt dafür ein Ausführungs-) beispiel. Auf der senkrecht aufgestellten Platte I, z. 15. aus Glas, ist der aus Gelatine bestehende Informationsträger 2 aufgebracht, der durch die einfallenden Strahlen 3 belichtet wird. Der Rückguß, bestehend aus einem Immersionsmittel 4, wird mittels einer Spritzdüse

κι 5 auf die Rückseite 6 der Platte 1 aufgebracht, so daß sich ein bei 7 angedeuteter tropfenartiger Teil längs der Rückseite 6 bewegt, so daß eine zeitliche Veränderung der Dicke c/« gegeben ist. Die Gesamtdicke dsetzt sich somit aus der konstanten Dicke et der Platte und aus der

r> nahezu konstanten Dicke dj_r des Informationsträgers, d. h., der Gelatinesehicht, sowie aus der zeitlich veränderlichen Dicke du der Imrnersionsschicht zusammen.

Als durchsichtige Immcrsionsmiltcl für den Rückguß

JO wird vorteilhaft O-Xylol, Brechungsindex π, = 1,51 verwendet, welches dem Brechungsindex von Glas nc = 1,53 und von Gelatine /7/> = 1,52 am nächsten kommt und eine hohe Verdampfungsrate besitzt. Die Brechungsindizes gelten für eine Temperatur von 20"C und

_^)r) für eine Wellenlänge λ = 633 nm.

Bei gewissen Informationsträgern wird kein eigener Schichtträger verwendet, z. B. bei photochromen oder phototropem Material. Hierbei wird die der Belichtung abgekehrte Grenzfläche gegen Luft mit dem Immersionsmittel beschichtet.

Es ist auch möglich, eine kontinuierlich zeitliche Veränderung und damit die kontinuierliche Verschiebung der Streifen durch eine Verschiebung einer keilförmigen transparenten Schicht zu bewerkstelligen,

>"> die von dem Schichtträger des Informationsträgers durch ein flüssiges Immersionsmittel getrennt ist. Dies hat die gleiche Wirkung, als wenn nur ein Flüssigkeiisfilm unterschiedlicher Dicke an der Rückseite des Schichtträgers abläuft, nämlich die zeitliche Verschiebt bung des Interferenzstreifensysüems und dessen Ausmittlung. Die linmersionsmittel bzw. die Keile können zusätzlich lichtabsorbierende Eigenschaften haben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Unterdrückung von an Grenzflächen durch Lichtrefiexion verursachten Interferenzstreifen bei der Belichtung von photoempfindlichen Informationsträgern, dadurch gekennzeichnet, daß ein Immersionsmittel auf die der Lichteinfallsrichtung abgekehrte Seite des photoempfindlichen Informationsträgers oder seines durchsichtigen Schichtträgers, sofern diese gegen Luft grenzen, aufgebracht und während der Belichtung die Schichtdicke des Immersionsmittels zeitlich verändert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitliche Veränderung der Schichtdicke durch Verschiebung einer keilförmigen transparenten Schicht erfolgt, die von dem Schichtträger des Informationsträgers durch ein flüssiges Immersionsmittei getrennt ist.

J. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Immersionsmittel bzw. ein Keil mit zusätzlich lichtabsorbierenden Eigenschaften verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfungsrate des Immersionsmittels unter Zuhilfenahme eines Heizlüfters erhöht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Immersionsmitte! O-Xylol mit einem Brechungsindex gleich dem des Photoplattenglases und dem der Gelatineschicht des Informationsträgers verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Immersionsmittel durch akustische Wellen während der Reflexion der Belichtung räumlich moduliert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Immersionsmittel an dem senkrecht aufgestellten Informationsträger bzw. dessen Schichtträger über eine Spritzdüse aufgebracht wird, so daß es tropfenartig abfließt.