DE2333554B2 - Recording layer for holograms - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufzeichnungsschicht nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a recording layer according to the preamble of the patent claim 1.
Es ist bekannt, mit Rubinlaserlicht (0,7 /im) entsprechender Leistung (z.B. 50 mJ/cm2) Hologramme auf sehr dünnen Bi-Schichten (z.B. 200 A) herzustellen, wobei eine Ortsauflösung von 1000 Linien/mm erreichbar sein soll (Appl. Phys. Leu. 15. 45 [1969]). Vor allem im infraroten Spektralbereich läßt jedoch die mit den bekannten Wismutschichten erzielbare Linearität der Aufzeichnungen zu wünschen übrig, da das Metall an den belichteten Stellen vollständig verdampft wird, die Aufzeichnung also sehr steile Gradation erhält. Außerdem ist die Herstellung dünner Wismutschichten umständlich. Ferner ist es bekannt (J. Appl. Phys. 38, 2054 [1967]), Hologramme mittels eines Rubinlaserimpulses von H)9 W/cm2 Leistung und 30 ns Dauer in einer mehrere Millimeter dicken Kupfer- oder Siliciumschicht aufzuzeichnen. Auch hier ist die in vielen Fällen der Holographie wesentliche Bedingung der Linearität der Empfindlichskennlinie der Aufzeichnungsschicht nicht in ausreichendem Maße erfüllt. Außerdem erfordert die relativ geringe Empfindlichkeit der verwendeten Materialien sehr hohe Leistungsdichten (10' bis 104 MW/cm2).It is known to use ruby laser light (0.7 / im) of appropriate power (e.g. 50 mJ / cm 2 ) to produce holograms on very thin bi-layers (e.g. 200 A), whereby a spatial resolution of 1000 lines / mm should be achievable (Appl Phys. Leu. 15. 45 [1969]). Above all in the infrared spectral range, however, the linearity of the recordings that can be achieved with the known bismuth layers leaves something to be desired, since the metal is completely evaporated at the exposed areas, so the record has a very steep gradation. In addition, the production of thin bismuth layers is cumbersome. It is also known (J. Appl. Phys. 38, 2054 [1967]) to record holograms by means of a ruby laser pulse of H) 9 W / cm 2 power and 30 ns duration in a copper or silicon layer several millimeters thick. Here, too, the condition of linearity of the sensitivity characteristic of the recording layer, which is essential in many cases of holography, is not sufficiently fulfilled. In addition, the relatively low sensitivity of the materials used requires very high power densities (10 'to 10 4 MW / cm 2 ).
Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde bereits ein holographisches Aufzeichnungsmaterial für Infrarotstrahlung mit einer durch die Infrarotstrahlung verdampfbaren Schicht vorgeschlagen, die für die Infrarotstrahlung relativ transparent und auf einer stark absorbierenden Unterlage angeordnet ist (deutsche Patentanmeldung 2229476).To avoid these disadvantages, a holographic recording material for infrared radiation with one that can be evaporated by the infrared radiation has already been developed Proposed layer that is relatively transparent to the infrared radiation and on a strong one absorbent pad is arranged (German patent application 2229476).
Es ist ferner bekannt (Compt. Rend. Acad. Sc. Paris 266B [1968], Seiten 1363 bis 1366), ein Hologramm durch Belichtung einer Gelatineschicht mit Infrarotlicht aufzuzeichnen. Dabei wurde aber nur mit sehr geringen Leistungsdichten und relativ langer Belichtungsdauer gearbeitet und nicht das Gelatinematerial verdampft, sondern diesem zuvor künstlich zugesetztes Wasser. Die Information soll als Dickenänderung durch Quellung der trocknenden Gelatineschicht gespeichert werden, doch ergibt diese aufwendige Methode keine befriedigende Empfindlichkeit oder Auflösung. It is also known (Compt. Rend. Acad. Sc. Paris 266B [1968], pages 1363 to 1366), a hologram by exposing a gelatin layer to infrared light. But it was only with a lot low power densities and relatively long exposure times and not the gelatin material evaporated, but this previously artificially added water. The information is intended as a change in thickness be stored by swelling of the drying gelatin layer, but this results in a costly method no satisfactory sensitivity or resolution.
Aufgabe der Erfindung ist, eine Aufzeichnungsschicht der eingangs genannten Art anzugeben, die für Infrarotstrahlung eine holographische Aufzeichnung mit guter Linearität ermöglicht.The object of the invention is to provide a recording layer of the type mentioned at the outset which enables holographic recording with good linearity for infrared radiation.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Aufzeichnungsschicht der eingangs genannten ArtAccording to the invention, this object is achieved with a recording layer of the type mentioned at the beginning
ίο dadurch gelöst, daß die Schicht zur Absorbierung von Infrarotstrahlung aus reiner Gelatine besteht.ίο solved in that the layer for absorbing Infrared radiation consists of pure gelatin.
Im Gegensatz zu dem bereits vorgeschlagenen Aufzeichnungsmaterial für Infrarotstrahlung erfolgt die Absorption also nicht in der Unterlage, sondern inIn contrast to the previously proposed recording material for infrared radiation, the So absorption is not in the substrate, but in
t5 der Schicht selbst. Die Erfindung hat den Vorteil, daß die Aufzeichnungsschicht eine lineare Empfindlichkeitskennlinie hat. was u.a. eine Belichtung mit mehreren Spektrallinien gleichzeitig ermöglicht (Doppelbelichtungsholographie). Da die Schicht in gewissent5 of the layer itself. The invention has the advantage that the recording layer has a linear sensitivity characteristic. which includes an exposure with several Simultaneous spectral lines possible (double exposure holography). Since the shift in certain
ίο Grenzen beliebig dick sein kann, läßt sie sich leicht auf ihrer Unterlage aufbringen, die vorzugsweise transparent ist. Die Aufzeichnung hat eine nicht zu steile Gradation. Ein weiterer Vorteil insbesondere gegenüber Cu- oder Si-Schichten besteht darin, daßίο borders can be of any thickness, they can be easily apply to their base, which is preferably transparent. The record does not have to steep gradation. Another advantage, in particular over Cu or Si layers, is that
die Empfindlichkeit größer ist und Leistungsdichten in der Größenordnung von 1 bis 5 MWcnr genügen. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung soll nun an Hand der Zeichnung näher erläutert werden, die die Aufzeichnungsschicht in stark vergrößerter Teilansicht zeigt.the sensitivity is greater and power densities in the order of magnitude of 1 to 5 MWcnr are sufficient. A preferred embodiment of the invention will now be explained in more detail with reference to the drawing, which shows the recording layer in a greatly enlarged Partial view shows.
Die dargestellte holographische Aufzeichnungsschicht besteht im wesentlichen aus einer Gelatineschicht 10, die auf einer Glasplatte 12 angeordnet ist. Die Gelatineschicht 10 kann relativ dick sein, beispielsweise eine Dicke von mehr als 2 mm haben, doch wird ein Bereich von etwa V111 mm bis 1 mm bevorzugt. Sie besteht aus reiner Gelatine.The illustrated holographic recording layer consists essentially of a gelatin layer 10 which is arranged on a glass plate 12. The gelatin layer 10 can be relatively thick, for example greater than 2 mm in thickness, but a range of about 111 mm to 1 mm is preferred. It consists of pure gelatin.
Für die Aufzeichnung eines Hologrammes ist es nicht notwendig, daß die Gelatineschicht 10 auf einer Glasplatte angeordnet ist, doch hat eine für sichtbares Licht transparente Unterlage den Vorteil, daß das Infrarot-Hologramm leichter mit sichtbarem Licht rekonstruiert werden kann als im FaMe einer nichttransparenten Unterlage.For the recording of a hologram, it is not necessary that the gelatin layer 10 on a Glass plate is arranged, but a base transparent to visible light has the advantage that the infrared hologram can be reconstructed more easily with visible light than in the case of a non-transparent one Document.
Bei der Bestrahlung der absorbierenden Gelatineschicht mit Infrarotstrahlung von 3 μχη wird ihre optische Dicke an den entsprechenden Stellen mit linearer Gradation verändert (wahrscheinlich durch Absorption in OH-Ionen der Schicht), wie im rechten Teil der Zeichnung durch die sinusförmige Linie angedeutet ist. Bei praktischen Versuchen erwies sich das hier beschriebene Aufzeichnungsmaterial als gut geeignet für eine einwandfreie Aufzeichnung von Phasen-Hologrammen unter Verwendung eines Wasserstoff-Fluorid-Lasers (λ = 3 /im) mit einer Leistungsdichte im MW/cm2-Bereich (1 bis 5 MW/cm2) und einer Impulslänge von etwa 200 ns.When the absorbing gelatin layer is irradiated with infrared radiation of 3 μm , its optical thickness is changed at the corresponding points with linear gradation (probably due to absorption in OH ions of the layer), as indicated in the right part of the drawing by the sinusoidal line. In practical tests, the recording material described here has proven to be well suited for perfect recording of phase holograms using a hydrogen fluoride laser (λ = 3 / im) with a power density in the MW / cm 2 range (1 to 5 MW / cm 2 ) and a pulse length of about 200 ns.
Das Aufzeichnungsmaterial eignet sich vor allem für die interferometrische Vermessung von Plasmen in Quarzgefäßen ohne zusätzliche Fenster speziell bei einem Torus oder bei der sogenannten »side-on«-Beobachtung bei linearen Anlagen. Auch für die industrielle Werkstoffprüfung ist das Aufzeichnungsmaterial geeignet.The recording material is particularly suitable for the interferometric measurement of plasmas in quartz vessels without additional windows, especially with a torus or with so-called "side-on" observation for linear systems. The recording material is also used for industrial material testing suitable.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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Families Citing this family (1)
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