DE2345966A1 - Sensitives material fuer die holographie - Google Patents

Description

• Sensitives Material für die Holographie Die Ertindung betrifft ein sensitives Material für die Holographie mit einem lichtdurchlässigen Träger, einer organischen Fotoleiterschicht auf dem Träger und einer Schicht aus thermoplastischem Harz auf der organischen Fotoleiterschicht.
• Die Holographie ist eine neue fotografische Technik, welche mit kohärentem Licht d.h. mit Laserlicht durchgeführt worden ist. Ein lichtempfindliches Aufzeichnungsmedium, wie eine fotografische Platte oder ein Film, der mit einer mittels der Holographie vorgenommenen photografischen Aufzeichnung versehen ist, weist ledigliech eine hnsammlung von vielen feinen Linien auf, welche als unregelmäßige Muster erscheinen. In diesen Linien ist aber eine lnformation enthalten, welche dreidimensionale reelle und virtuelle Bilder ergeben kann, wenn das unregelmäßige Muster mit kohärentem Licht beleuchtet wird. Eine auf diese Weise erhaltene fotografische Aufzeichnung wird als Hologramm bezeichnet. Die Holographie ist nämlich eine Technik, bei welcher das Interferenzmuster zwischen einer ''Gegenstands'l- oder ObJekt-Welle und einer Bezugs-Welle aufgenommen wird.
• Das Hologramm ist ein fotografisches Aufnahmemedium, welches ein derartiges Interferenzmuster aus viren Linien aufweist.
• In den Fig. 1 und 2 der anliegenden Zeichnungen wird die Gegenstands-Welle durch Beleuchten des Gegenstands 2 mit kohärentem Licht erzeugt, welches beispielsweise von einer Laserquelle 1 geliefert wird. Die von dem Gegenstand 2 reflektierten Wellen treffen auf die fotografische Platte 4 auf. Ein Teil des Lichts wird als Bezugs-Welle verwendet, welche es erlaubt, den Gegenstand zu umgehen, und mittels eines nahe bei dem Gegenstand 2 angeordneten Spiegels 3 unmittelbar an die fotografische platte 4 übertragen wird. Linien werden durch Interferenz der. Gegenstands-Welle und der Bezugs-Welle erzeugt, um daraus ein Hologramm zu erhalten. Wie in Fig.2 dargesteLlt, ergibt das Hologramm, d.h. die auf diese Weise erhaltene fotografische Platte '+ das reelle Bild 5 und das virtuelle Bild 6, indem das Hologramm mit kohärentem Licht von einer Laserquelle 1 beleuchtet wird.
• Als lichtempfindliches Aufzeichnungsmedium für die Holographie ist anstelle der üblichen fotografischen Platte oder des Films ein lichtempfindliches bzw. sensitives Material (im folgenden wird von sensitivem Material gesprochen) aus thermoplastischem Harz und einem Fotoleiter vorgeschlagen worden. Ein derartiges sensitives Material ist in der japanischen Patentschrift 10198/1964 beschrieben worden.
• Gemäß der Erfindung ist aber ein verbessertes sensitives Material im wesentlichen aus thermoplastischem Harz und einem organischen Fotoleiter fiir die Holographie geschaffen worden.
• Gemäß der Erfindung ist ein sensitives Material für die liolographie der eingangs beschriebenen Art dadurch gekennzeichnet, daß eine Zwischenschicht aus thermoplastischem Harz, wie Polyurethan oder Polyvinylazetat zwischen dem Träger und der Fotoleiterschicht ausgebildet ist. Die Lichtdurchlässigkeit des erfindungsgemäßen, für die Holographie verwendbaren, sensitiven Materials wird bei wiederholter Verwendung nicht geringer, so daß es wiederholt mehrfach, d.h. sehr oft verwendet werden kann.
• Die Erfindung schafft also ein sensitives Material für die Holographie aus einem lichtdurchlässigen Träger, einer organischen Fotoleiterschicht, einer Schicht aus thermoplastischem Harz und einer Zwischenschicht aus thermoplastischem Harz, welche zwischen dem Träger und der organischen Fotoleiterschicht ausgebildet ist.
• Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 und 2 die Schaffung eines Hologramms auf einer bisher bei der Holographie verwendeten, fotografischen Platte; und Fig. 3 und 4 Schnittansichten von sensitivem Iviaterial gemäß der Erfindung.
• In den Fig. 3 und 4 ist eine Schnittansicht durch das sensitive Material dargestellt, wobei die Dicke des sensitiven Materials im Vergleich zu deren tatsächlichen Dicke zur Verdeutlichung der Darstellung vergrößert wiedergegeben ist.
• In Fig. 3a sind ein transparenter Träger 7, wie beispielsweise eine Glasplatte, eine elektrisch leitende Schicht 8 auf dem transparenten Träger 7, eine organische Fotoleiterschicht 9 auf der elektrisch leitenden Schicht 8 und eine Schicht aus thermoplastischem Harz 10 auf der organischen Fotoleiterschicht 9 vorgesehen. Als Träger für die elektrisch leitende Schicht kann vorzugsweise 1?Nesa Glas (registriertes Warenzeichen) verwendet werden. Nesa Glas ist ein Warenzeichen der Pittsburgh Plate Co. für Glas mit einer lichtdurchlässigen leitenden Auflage, wie beispielsweise SnO2 oder Ion203 auf der Glasplatte. Als organischer Fotoleiter kann vorzugsweise Poly-N-Vinylkarbazol oder bromiertes Poly-'-Vinylkarbazol verwendet werden. Die Dicke der organischen Fotoleiterschicht 9 beträgt etwa 3 /u.
• Als thermoplastisches Harz kann vorzugsweise ein Naturharzester, d.h. ein sog. Rosinester (von der Hercules Powder Co. unter dem Warenzeichen "Stabelite verkauft) oder Polystyrol (ein Kunstharz) verwendet werden. Die Dicke der thermoplastischen Harzschicht 10 beträgt etwa 1 /u. Das sensitive Material wird für die Holographie in der in den Fig.3b bis 3e dargestellten Weise verwendet. Wie in Fig.3b dargestellt, erhält das sensitive Material seine "Sensitivität bzw. Empfindlichkeitt, indem die elelitrisch leitende Schicht s und die thermoplastische EIarzschicht 10 mit einer Koronaentladung von 8 lcV bis 10 kV aufgeladen wird.
• Durch Bestrahlen dieses sensitiven Materials mit Laserlicht in der in Fig.1 dargestellt en Wese wird der elektrische Widerstand der mit Licht bestrahlten Flache vermindert und die Ladung wird verschoben, wie in Fig.3c dargestellt. Durch erneutes Aufladen des sensitiven Materials mit einer Koronaentladung wird die Aufladung geschaffen, wie sie in Fig.3d dargestellt ist. Durch Erwärmen dieses Materials auf eine Temperatur von etwa 600C wird das thermoplastische Harz weich. Wie in Fig.3e dargestellt, werden konkave und konvexe Flächenbereiche (die sogenannte ltau -heit) in der thermoplastischen Harzschicht 10 durch die Anziehungskraft der Aufladung erzeugt und zwar wird die bestrahlte Fläche konkav und die nicht bestrahlte Fläche konvex. (Im folgenden wird dieser Vorgang ais J1Entwicklung1t bezeiciinet). Eine Menge konkaver und konvexer Flächenbereiche bildet dann ein Interferenzmuster. Ein sensitives Material mit dem auf diese Weise ausgebildeten Interferenzmuster wird als "Hologramm'' bezeichnet. Dieses Hologramm kann dann in der in der Einleitung angegebenen Weise verwendet werden.
• Durch Erwärmen dieses Hologramms auf eine Temperatur von etwa 100 0C verschwindet die Rauheit (die konkaven und konvexen Flächenbereiche) auf der thermoplastischen Harzschicht 10. (Dieser Vorgang wird imfolgenden alsiBeseitagung bezeichnet.) Das aul diese Weise mit der sogenannten Beseitigung behandelte Material kann dann erneut wieder verwendet werden, d.h. es kann wiederholt verwendet werden. Die oronaentladung kann durch Anlegen einer hochspannung (d bis 10 kV) zwischen der elektrisch leitenden Schicht und einer über der thermoplastischen Harzschicht 10 angeordneten Elektrode durchgefuhrt werden.
• Die zur Entwicklung oder Beseitigung erforderliche Erwärmung kann durch Wärme erreicht werden, welche dadurch erzeugt wird, daß elektrischer Strom in der elektrisch leitenden Schicht 8 fließt.
• Das auf die vorbeschriebene Weise aufbereitete, sensitive Material -zeigt bei wiederholter Verwendung eine allmähliche Abnahme seiner Lichtdurchlässigkeit. Beispielsweise nimmt bei einer wiederholten 50-maligen Verwendung die Lichtdurchlässigkeit auf etwa 70Vö ihres Anf-angswertes ab.
• ie in Fig.4 dargestellt, hat sich herausgestellt, daß die Abnahme der Licht durchlässigkeit des sensitiven Materials mittels einer Zwischenschicht 11 aus thermoplastischem Harz, wie beispielsweise Poiyurethan oder Polyvinylazetat zwiachen der auf dem Trager 7 aufgebrachten Fotoleiterschicht 8 und der organischen Fotoleiterschicht 9 vermindert werden kann, selbst wenn das sensitive Material wiederholt verwendet wird. Es hat sich nämlich ergeben, daß die Durchlässigkeit des sensitiven Materials, welches eine Zwischenschicht aus thermoplastischem Material mit einer Dicke von 0,02 /u bis 3 /u aufweist, bei wiederholter, 50-maliger Verwendung nur auf etwa 85% der Anfangsdurchlässigkeit abnimmt. Die vorliegende Erfindung beruht auf dieser Beobachtung.
• Das Merkmal der vorliegenden Erfindung wird nunmehr beschrieben. Sensitives Material A wurde auf folgende Weise hergestellt: In Fig. 4 wurde als lichtdurchlässiger Träger Nesa Glas mit einer elektrisch leitenden Schicht verwendet; das Nesa Glas besteht aus einer Glasplatte 7 mit einer Dicke 2,5 mm und einer elektrisch leitenden Schicht 8 aus In2O3 mit einer Dicke von 50 R. Auf die elektrisch leitende Schicht 8 wurde eine 3%-ige Lösung von Polyurethan in Cyklohexanon aufgebracht und getrocknet, um eine Zwischenschicht 11 aus Polyurethan mit einer Dicke von 2,4 /u zu bilden; danach wurde eine 5%-ige Lösung einer Mischung aus Poly-N-Vinylkarbazol und Trinitrofluorenon (in dem Verhältnis von 10 : 1 Gewichtsteilen) in Monochlorbenzol auf die Zwischenschicht 11 aufgebracht und getrocknet, um eine organische Fotoleiterschicht 9 mit einer Dicke von 3 u auszubilden. Danach wurde eine 10%-ige Lösung von Rosin-(harz)ester (Warenzeichen Stabelite) in n-Hexan auf die organische Fotoleiterschicht 9 aufgebracht und getrocknet, um eine Schicht 10 aus thermoplastischem Harz mit einer Dicke von 1 /u zu bilden. Auf diese Weise wurde das in der Holographie verwendbare, sensitive Material A hergestellt.
• Bei der Herstellung des sensitiven Materials B wurde derselbe, vorbeschriebene Verfahrensablauf wiederholt, außer daß anstelle einer Lösung von Polyurethan in Cyklohexanon eine 3°,ó-ige Lösung von Polyvinylazetat in Methylalkohol verwendet wurde, so daß anstelle der Zwischenschicht aus Polyurethan' eine Zwischenschicht aus Polyvinylazetat aufgebracht wurde.
• Das sensitive Material C, das keine Zwischenschicht aus Polyurethan oder Polyvinylazetat aufwieist, wurde nach demselben, vorbeschriebenen Verfahren hergestellt, außer daß keine Zwischenschicht aufgebracht wurde.
• Vergleichsversuche zwischen den sensitiven Materialien A, B und C wurden auf folgende Weise vorgenommen: Es wurden Hologramme A2 B.und C aus den sensitiven Materialien A, B und C mit folgenden Verfahrensschritten hergestellt: (1) Das sensitive Nateral wurde durch eine Koronaentladung von 8 kV aufgeladen; (2) es wurde mit Heiiuni-Neon-Laserlicht (WellenlEinge 6 328 2) mit einer Ausgangsleistung von 17 mW 0,1 sek lang bestrahlt; und (3) es wurde 0,5 sek lang auf eine Temperatur von etwa 50°C erwärmt, indem ein elektrischer Strom an die elektrisch leitende Schicht des Nesa Glases angelegt wurde, um eine rauhe Oberfläche (ein Interferenzmuster) auf der Schicht aus thermoplastischem Harz auszubilden. Die auf diese Weise erhalten en Hologranune wurden 2 sek auf eim Temperatur von etwa 800C erwärmt, indem ein elektrischer Strom an die elektrisch leitende Schicht angelegt wurde, um die Rauheit- der Oberfläche zu beseitigen. Auf den auf diese Weise durch eine sogenannte Beseitigung wieder aufbereiteten, sensitiven Materialien wurden wiederholt nach dem vorbeschriebenen Verfahren IIologramme hergestellt.
• Nachdem die Ausbildung und Beseitigung der Hauheit auf der thermoplastischen Harzschicht 50-mal wiederholt worden waren, wurde die DurchlËissigKeit der mit einer sogenannten Beseitigung behandelten sensitiven Materialien bezüglich Laserlicht mittels eines Spektralfotometers gemessen. Die Durchlässigkeit wurde mit der Anfangsdurchlässigkeit des jeweiligen sensitiven Materials verglichen. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse sind folgende: Sensitives Material Abnahme der DurchlEissigkeit in 3o A 86 B 85 C 71 Aus den obigen Ergebnissen ist zu ersehen, daß ein sensitives Material mit einer Zwischenschicht aus Polyurethan oder Polyvinylazetat im Vergleich zu einem sensitiven Material ohne eine Zwischenschicht viel öfter wiederholt verwendet werden kann.
• In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde die Zwischenschicht aus Polyurethan oder Polyvinylazetat gebildet. Anstelle von Polyurethan oder Polyvinylazetat können zusätzlich die folgenden thermoplastischen Harze verwendet werden: Rosin (Naturharz), Polystyrol, Styrol-NiethylmPhacrylat-Kopolymer, ein Styrol-Butadien-Kopolymer, ein Methacrylsäure-Methylmethacrylat-Kopolymer, Polyvinylchlorid, Polyvinylalkohol, Polyäthylen, Polypropylen und Polyvinylbutyral.
• Diese thermoplastischen Harze haben eine ähnliche Wirkung wie Polyurethan oder Polyvinylazetat, wenn sie zur Ausbildung der Zwischenschicht verwendet werden.
• Patentansprüche:

Claims (5)

1. P a t e n t a n s p r ü c h e Sensitives Material für die Holographie mit einem lichtdurchlässigen Träger, einer organischen Fotoleiterschicht auf dem Träger und einer Schicht aus thermoplastischem Harz auf der organischen Fotoleiterschicht, dadurch gek e n n z ei c h ne t , daß eine Zwischenschicht (11) aus thermoplastischem Harz zwischen dem Träger (7) und der organischen Fotoleiterschicht (9) gebildet ist.
2. 2. Sensitives Material nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß das thermoplastische Harz zur Bildung der Zwischenschicht (11) Polyurethan ist.
3. 3. Sensitives Material nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß das thermoplastische Harz zur Bildung der Zwischenschicht (11) Polyvinylazetat ist.
4. 4. Sensitives Material nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß das thermoplastische Harz zur Bildung der Zwischenschicht (11) ein natürliches Harz (Rosin), Polystyrol, ein Styrol-Methylmethacrylat-Kopolymer, ein Styrol-Butadien-Kopolymer, ein Methacrylaäure-Methylmethacrylat-Kopolymer, Polyvinylchlorid, Polyvinylalkohol, Polyäthylen, Polypropylen und/oder Polyvinylbutyral ist.
5. 5. Sensitives Material nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Zwischenschicht (ii) eine Dicke von 0,02 /u bis 3 /U hat.