DE2816822C3

DE2816822C3 - Verfahren zum Erzeugen eines Informationsmusters in einem subtraktiven Beugungs-Transmissionslichtfilter und Aufzeichnungsmaterial hierfür

Info

Publication number: DE2816822C3
Application number: DE2816822A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Succo Corvallis Oreg. Engelbrecht (V.St.A.); Michael Thomas Wettswil Gale (Schweiz)
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1977-04-18
Filing date: 1978-04-18
Publication date: 1980-07-03
Also published as: JPS54130049A; DE2816822B2; GB1592901A; DE2816822A1; FR2387756A1

Description

Pie vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum unmittelbaren Erzeugen eines beliebigen räumlichen Informationsmusters gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs I. Ferner betrifft die Erfindung ein Aufzeichnungsmaterial gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9.

Das Prinzip der subtraktiven Beugungs-Farbfilterung ist aus der US-PS 39 57 354 und der DE-OS 26 02 790 bekannt. Ferner ist aus der US-PS 40 62 628 und der DE-OS 27 02 015 ein subtraktives SchWarz/Weiß-Beugungs-Transmissionslichtfilter bekannt. Die in diesen Veröffentlichungen beschriebenen, mit subtraktiven Beugungseffekten arbeitenden Transmissionslichtfilter enthalten eine transpairente oder transmissive Schicht, in die die beugende Struktur in Form eines Oberflächenreliefmusters eingeprägt ist. Die Übertragungsfunktion für das Ausgnngslichlbündel nullter Ordnung eines

,solchen Filters wird entsprechend den Parametern einer Beugungsgitterstruktur bestimmt, wie räumlicher Verlauf (Rillenprofil), Rillen- bzw. Strichabstand und -tiefe sowie den Unterschied des Brechungsindex der transparenten Schicht und des ihrer Umgebung. Zum Beispiel liefert eine Beugungsgitterstruktur mit Rechteckwellenprofil ein AusgangslichtbOndel nullter Ordnung, dessen Farbton von der Tiefe des Gitters, also der Gitterfurchen abhängt und sich mit dieser ändert Ferner tritt aus einem Fleck oder Bereich, der zwei sich kreuzende sinusförmige Gitter mit richtiger Tiefe enthält, praktisch kein Licht im Bündel nullter Ordnung aus. Ein solcher Fleck oder Bereich repräsentiert daher Schwarz. Andererseits erhält man weißes und unbuntes Ausgangslicht im Bündel nullter Ordnung von einem Fleck oder Bereich, der keinerlei beugende Struktur aufweist Eine graue Fläche läßt sich durch Rasterung erzeugen, in dem man die relativen Anteile der Schwarz darstellenden Flächen und Weiß darstellenden Flächen innerhalb des betrachteten Flächenbereiches entsprechend bemißt

Die bekannten subtraktiven Beugungs-Transnnssionslichtfilter können Bildinformation darstellen und durch Warmpressen einer entsprechenden Beugungs-Transmissionslichtfiltermater in eine Oberfläche einer thermoplastischen Schicht in Massenfertigung hergestellt werden. Die Herstellung einer Präge- oder Preßmater zur Herstellung eines Beugungs-Transmissionslichtfilters für die subtraktive Lichtfilterung ist in der DH-OS 27 15 089 beschrieben. Man verwendet hierfür ein Aufzeichnungsmaterial mit einem Metallsubstrat, das eine Oberfläche mit einer Beugungsgitterstruktur aufweist, die mit einer Photolackschicht überzogen ist Die Photolackschicht wird mit einem Lichtbild belichtet, das Weiß und nicht Weiß darstellende Bereiche enthält. Der belichtete Photolack wird dann entwickelt, wobei das Beugungsgitter lediglich in den Weiß darstellenden Bereichen ganz freigelegt wird und die freigelegten Bereiche werden dann durch Galvanisieren und/oder Ätzen eingeebnet, um die freigelegten Teile des Gitters auszulöschen. Man entfernt schließlich den Rest des Photolacks und erhält dadurch die endgültige Prägemater. Durch Warmpressen einer solchen Prägemater in eine Oberfläche eines transparenten thermoplastischen Materials erhält man ein die Bildinformation darstellendes mit subtraktiver Lichtfilterung durch Beugung arbeitende« Lichtfilter.

Die Herstellung von solchen Beugungslichtfilttrn. beispielsweise Microfiche-Bildern durch Heißpressen einer Schicht oder Folie aus einem thermoplastischen Material ist sehr billig, solange von einer Mater eine größere Anzahl von Abdrücken hergestellt wird, !n diesem Falle teilen sich ja die Vorbereitungskosten für die Herstellung der Prägemater auf viele Kopien auf. Man benötigt jedoch häufig nur ein einziges oder ganz wenige mit subtraktiver Beugungslichtfilterung arbeitende Transmissionslichtfilter, die ein vorgegebenes räumliches oder flächiges Informationsmusier(das BiId- und/oder graphische Information enthalten kann) darstellt. Es ist beispielsweise im Falle einer Personal= kartei, die eine größere Anzahl von Beschäftigten ünifaßt. Wünschenswert, für jeden Beschäftigten eine ergänzbare Personalkartei aus mit subtraktiver Beugungslichtfilterung arbeitenden Transmissionslichtfiltern in Form von Microfiches oder Mikrofilmen zu führen. In Fällen dieser Art wären die Kosten für das Prägen der Lichtfilter mittels einer Prägemater prohibitiv.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, sowohl ein Verfahren zum unmittelbaren Erzeugen jedes beliebigen räumlichen Informationsmusters in einer Fläche eines Bereiches eines vorhandenen, mit subtraktiver Beugungslichtfilterung arbeitenden Transmissionslichtfilters, als auch ein bestimmtes Aufzeichnungsmaterial für solche mit subtraktiver Beugungslichtfilterung arbeitende Transmissionslichtfilter, das sich besonders für die Aufzeichnung von räumlichen Informationsmustern oder -Verteilungen eignet, atizugeben.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. das Aufzeichnungsmaterial mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst

Die Unteransprüche betreffen Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens bzw. Aufzeichnungsmaterials.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die .">;ichnung näher erläutert Es zeigt

Fig. la eine schematische Darstellung eines mit subtraktiver Beugungslichtfilterung arbeitenden Transmissionslichtfiiters für Schwarz/Weiß vor der Aufzeichnung von Information,

Fig. Ib das Schwarz/Weiß-Filter gemäß Fig. la nach dem Aufzeichnen eines Informationsmusters,

Fig.2a ein mit subtraktiver Beugungslichtfilterung arbeitendes Transmissionsfarbfilter vor dem Aufzeichnen von Information,

Fig.2b das Farbfilter gemäß Fig.2a nach dem Aufzeichnen einer bestimmten räumlichen Information,

F i g. 3 eine schematische Darstellung eines bevorzugten Verfahrens zum direkten Erzeugen eines gewünschten räumlichen Informationsmusters in einem Bereich eines mit subtraktiver Beugungslichtlfilterung arbeitenden Transmissionslichtfilters, das eine vorgeprägte Kunststoff-Folie enthält,

Fig. 4 eine Abwandlung des in Fig. 3 dargestellten Aufzeichnungsmaterials, das einen mit der geprägten Ober.iäche der Kunststoff-Folie in Berührung stehenden Strahlungsabsorber enthält,

F i g. 5a, 5b und 5c schematische Darstellungen dreier verschiedener Typen von vorgeprägten Kunststoff-Folien zur Aufzeichnung eines gewünschten räumlichen Informationsmusters.

Das in Fig. la dargestellte, mit Beugung arbeitende Transmissionslichtfilter für subtraktive Schwarz/Weiß-Filterung enthält eine Folie oder Platte aus einem transparenten Material 100, das einen vorgegebenen Brechungsindex π hat und von einem Medium umgeben ist, dessen Brechungsindex n\ ist. Das umgebende Merliur· ist normalerweise Luft, deren Brechungsindex fli praktisch gleich 1 ist. Bei dem Material 100 handelt es sich vorzugsweise ui ι ein thermoplastisches Material, wie Polyvinylchlorid (PVC), dessen Brechungsindex η etwa 1,5 beträgt. In die obere Oberfläche des Materials 100 ist eine sinusförmige Beugungsstruktur 102 in Form eines Reliefmusters voreingeprägt. Die sinusförmige Beugungsstruktur 102 kann aus einem einzigen sinusför= migen Beugungsgitter (Strichgitter) bestehen, vorzugsweise besteht" sie aus zwei gekreuzten sinusförmigen Beugungsgittern, wie es in der US-PS 40 62 628 bzw. der DE-OS 27 02 015 beschrieben ist.

Die von Spitze zu Spitze gerechnete Amplitude der sinusförmigen, beugenden Reliefstruktur 102 beträgt lypischerweise 1,5 bis 2,5 μπι.
In Fig. Ib ist ein bestimmtes räumliches Informa-

tiortsmuster dargestellt, das unmittelbar auf der Oberfläche der Folie oder Platte aus dem Material 100 aufgezeichnet ist. Wie Fig. Ib zeigt, sind bei dem aufgezeichneten Muster örtliche Bereiche, wie der Bereich 104, der sinusförmigen beugenden Struktur 102 entsprechend der durch das Muster dargestellten räumlichen Information ausgelöscht oder getilgt. Wenn das mit subtraktiver Filterung durch Beugung arbeiten^ de Filter gemäß Fig. Ib mit weißem Licht beleuchtet wird, liefern die Flächenbereiche, wie der Bereich 104, in denen die Beugungsstruktur örtlich ausgelöscht ist, ein Ausgangslichtbündel nullter Ordnung, das eine relativ hohe Intensität hat und Weiß darstellt. Die übrigen, nicht ausgelöschten Flächenbereiche, die die sinusförmige beugende Struktur 102 des mit subtraktiver Filterung durch Beugung arbeitenden Lichtfilters gemäß Fig. Ib noch enthalten, liefern Ausgangslicht nullter Ordnung,

Schwarz darstellt.

Das örtliche Auslöschen oder Tilgen der sinusförmigen beugenden Struktur entsprechend einem gewünschten räumlichen Informationsmuster kann auf verschiedene Weise geschehen. Beispielsweise kann man das gewünschte räumliche Informationsmuster dadurch aufzeichnen, daß man mit einer Feder eine Aufzeichnungsflüssigkeit (»Tinte«), deren Brechungsindex im wesentlichen gleich dem des Materials 100 ist, aufbringt und dadurch die Rillen oder Vertiefungen der sinusförmigen beugenden Struktur 102 ausfüllt. Die Aufzeichnungsflüssigkeit soll vorzugsweise schnell trocknen, damit ein Verlaufen der Aufzeichnung infolge einer Kapillarwirkung der Gitterfurchen der beugenden Struktur vermieden wird. Die AufzeichnungsflUssigkeit kann eine organische Substanz, wie ein Polymer mit passendem Brechungsindex, enthalten, die in einem flüchtigen Lösungsmittel gelöst ist. Ein örtliches Auslöschen der Gitterstruktur kann auch durch Einwirkung von Schlag oder Druck, z. B. mitteis eines Schreibmaschinen-Typenhebels erfolgen, wenn das Material 100 unter Druckeinwirkung ausreichend fließt. Vorzugsweise erfolgt die örtliche Auslöschung der sinusförmigen beugenden Struktur 102 entsprechend einem gewünschten räumlichen Informationsmuster jedoch dadurch, daß die die beugende Struktur bildende Oberfläche des aus einem thermoplastischen Material 100 bestehenden Aufzeichnungsmaterials entsprechend dem aufzuzeichnenden Muster örtlich so stark erwärmt wird, daß das thermoplastische Material an der Oberfläche fließt; die Oberflächenkräfte bewirken dann eine Einebnung de^r sinusfärmigen beugenden Struktur 102. Um bei der Wiedergabe einen guten Kontrast zwischen den ausgelöschten und den nicht ausgelöschten Bereichen zu gewährleisten, sollte die von Spitze zu Spitze gerechnete Amplitude der beugenden Reliefstruktur in den ausgelöschten Bereichen auf weniger als etwa 0,2 μπι verringert werden.

Das in F i g. 2a dargestellte, mit subtraktiver Filterung durch Beugung arbeitende Transmissionsfarbfilter enthält eine Platte oder eine Folie aus einem Material 200, das vorzugsweise thermoplastisch ist und in dessen obere Seite eine rechteckweilenförmige beugende Struktur 202 eingeprägt wurde. Das in Fig.2a dargestellte Farbfilter entspricht dem in Fig. la dargestellten Schwarz/Weiß-Filter in jeder Hinsicht mit der Ausnahme, daß bei dem Filter gemäß Fig.2a eine rechteckwellenförmige beugende Struktur anstelle der sinusförmigen beugenden Struktur des Filters gemäß Fig. la verwendet wird. Wie in der bereits erwähnten US-PS 39 57 354 bzw. der DE-OS 26 02 790 beschrieben ist, liefert das BeugungsfarbfÜter gemäß Fig.2a bei Beleuchtung mit weißem Licht Ausgangslicht nullter Ordnung mit einem Farbton, der durch die Tiefe ä'der Furchen des rechteckwelienförmigen Gitters 202 bestimmt wird. Bei einer örtlichen Auslöschung des rechteckwelienförmigen Gitters 202, wie es im Bereich 204 der Fig.2b dargestellt ist, entsteht weißes Ausgangslicht nullter Ordnung.

in Die vorliegende: Erfindung ist in gleicher Weise auf mit sublraktiver Filterung durch Beugung arbeitende Schwarz/Weiß-Filter gemäß Fig. I a und Ib als auch für Farbfilter dieser Art, wie sie in Fig.2a und 2b dargestellt sind, anwendbar. Wenn das Material 100

is oder 200 aus einem Thermoplasten besteht und von Luft ungeben ist, und wenn der Thermoplast einen Brechungsindex von etwa 1,5 hat (was normalerweise jig,- PqU j_s;\ u„i a.„ -τ:«*·« «'einen bestimmten Wt' ^Λ"τ normalerweise zwischen 1 und 2,5 μπι beträgt Der Strichabstand d der jeweils verwendeten beugenden Strukturen ist vorzugsweise nicht größer als 2 μηι, er beträgt gewöhnlich etwa 1,5 μπι. Bei bewährten praktischen Ausführungsformen werden Strichabstände von 1,4 μηι und 1,7 μηι verwendet.

F i g. 3 zeigt schematisch eine Einrichtung, mit der ein gewünschtes räumliches Informationsmuster mit hoher Auflösung auf einer »orgeprägten Kunststoff-Folie des oben beschriebenen Typs aufgezeichnet werden kann, in dem die beugende Struktur dieser Folie mit einem durch ein Signal modulierten, fokussieren und abgelenkten Laserstrahl örtlich erhitzt wird. Der das Aufzeichnungsmaterial abtastende, fokussierte und mit dem Signal modulierte Laserstrahl wird durch eine Laserstrahlquelle 300 erzeugt, die wie in der Laserstrahlaufzeiclinungstechnik üblich aufgebaut sein kann und einen Laser enthält, der ein Lichtbündel vorgegebener Wellenlänge oder Wellenlängen im ultravioletten, sichtbaren oder infraroten Spektralbereich liefert. Die Laserstrahlquelle 300 enthält ferner einen Modulator, wie einen

•Ό elektrooptischen Kristall, mit der die Laserstrahlung entSDrechend einem Informationssienal intensitätsmoduliert werden kann. Für die Ablenkung des Laserstrahls enthält die Laserstrahlungsquelle geeignete Ablenkvorrichtungen, wie bewegliche Spiegel, sowie eine Abbildungsoptik, so daß die die beugende Struktur bildende Oberfläche 302 der vorgeprägten Kunststoff-Folie 304 mit dem signalmodulierten und fokussieren Laserstrahl 306 abgerastert werden kann.
Die vorgeprägte Kunststoff-Folie 304 soll zumindest an der Oberfläche 302 optische Strahlung Jer Laserwellenlänge relativ gut absorbieren, so daß eine effektive Erhitzung stattfindet. Da die meisten thermoplastischen Materialien, wie PVC, im ultravioletten Spektralbereich (A<300nm) absorbieren, kann die Wellenlänge der Strahlung des Laserstrahlungsbündels 306 im ultravioletten Spektralbereich liegen. In einem solchen Falle absorbiert eine Kunststoff-Folie, die im sichtbaren Spektralbereich transparent ist, die Ultraviolettstrahlung des Laserstrahls 306 stark. Eine Ultraviolettstrahlungsqueile erfordert jedoch nicht nur einen Ultraviolett-Laser, sondern auch eine Optik, wie Linsen, die aus UV-durchlässigen Materialien bestehen. Dies erhöht die Kosten der Strahlungsquelle im Vergleich zu einer Laserstrahlungsquelle für sichtbares Licht erheb-Hch. Bei Verwendung von sichtbarer Strahlung muß man andererseits Maßnahmen treffen, um zu gewährleisten, daß die sichtbare Strahlung an der Oberfläche 302 genügend gut absorbiert wird, um den Kunststoff an der

betreffenden Stelle auf seine Schmelz- oder Fließtemperatur zu erhitzen.

Eine Möglichkeit, eine effektive Erhitzung zu gewährleisten, wenn das Filter aus einem klaren Kunststoff besteht, ist in Fig.4 dargestellt. In diesem Falle wird die Oberfläche 302 an die Oberfläche eines Strahi»«>gsabsorbers 400 angelegt und die Kunststoff-Folie iÖ4 wird von der Rückseite mit einem Auf '.eichnungs-Lasßrstrahlungsbündel 402 belichtet, das eine Wellenlänge im sichtbaren Spektralbereich hat und auf die Oberfläche des Absorbers 400 fokussiert ist. Der Absorber 400 für die Laserstrahlung besteht aus einem Material, das zumindest bei der Wellenlänge des Strahlungsbündels 402 stark absorbiert und eine niedrige Wärmeleitfähigkeit hat. Der Absorber kann beispielsweise aus Glas bestehen, das so gefärbt ist, daß es bei der Wellenlänge des Laserstrahlungsbündels 402 abscrbicri. Ein Nachteil der in Tig.4 dargcsicüicn Anordnung besteht darin, daß die Wärme durch Leitung vom Absorber 400 auf die Oberfläche 302 übergehen muß und nicht in letzterer selbst erzeugt wird.

Eine andere Möglichkeit, die Absorption von sichtbarem Licht, das als Aufzeichnungsbündel verwendet wird, zu erreichen und ohne Slrahlungsabsorber 400 auszukommen, besieht darin, einen die sichtbare Strahlung des zur Aufzeichnung verwendeten Laserstrahlungsbündels absorbierenden Farbstoff zumindest im Oberflächenbereich der Kunststoff-Folie 304 oder auf der Oberfläche 302 selbst anzuordnen. Um eine effek' ^c Erhitzung zu gewährleisten, sollten mindestens etwa 10 bis 20% des Lichtes in der Nähe der Oberfläche 302, d. h. innerhalb von etwa 2 μηι, absorbiert werden. Eine stärkere Absorption ist nicht wünschenswert, da der Aufzeichnungswirkungsgrad nicht wesentlich stärker wird, die resultierende Absorption, die im Mittel über den gesamten sichtbaren Spektralbereich eintritt, jedoch erhöht wird und bei der Wiedergabe eine zusätzliche Abschwächung des Ausgangslichtes nullter Ordnung bewirkt, wodurch die Helligkeit des projizierten oder betrachteten Bildes unnötig verringert wird.

Man kann also insbesondere, wie es in Fic. 5a dargestellt ist. das ganze aus Kunststoff bestehende Filter 300. das normalerweise aus einer Folie mit einer Dicke in der Größenordnung von 100 bis 200 μΐη besteht, in der Masse färben. Da jedoch nur der Farbstoff in der Nähe der Oberfläche 302 zur Erhitzung 'der Oberfläche beiträgt, verursacht in diesem Falle der Farbstoff in den übrigen Bereichen des Filters eine unerwünschte Verringerung der Helligkeit des projizierten Bildes.

Bei der in Fig.5b dargestellten zweiten Möglichkeit wird ein Substrat 304 aus klarem Kunststoff verwendet und dieses lediglich auf der die Beugungsstruktur bildenden Oberfläche 302 mit einer dünnen Schicht aus Farbstoff überzogen. Eine solche Schicht wird im allgemeinen eine Dicke von nur etwa 100 bis 200 πm haben. Ein solcher Farbstoffüberzug absorbiert zwar das Licht des zur Aufzeichnung verwendeten Lichtbündels gut, die darunter liegende Kunststoffschicht, die die beugende Struktur bildet, wird jedoch lediglich indirekt durch Wärmeleitung von der Farbstoffschicht auf ihren Schmelz- oder Fließpunkt erhitzt. Bei Verwendung kurzer, intensiver Lichtimpulse kann hier eine erhebliche Temperaturdifferenz zwischen dem Farbstoffüberzug und dem darunter liegenden Kunststoff auftreten und es können Probleme durch Überhitzung und Verdampfung des Farbstoffes entstehen.

Die beste Lösung, die in Fig.5c dargestellt ist.

besteht darin, eine geprägte Kunststoff-Folie 304 zu verwenden, die eine untere, klare Sübstratschicht 500 aus Kunststoff enthält, deren Dicke in der Größenordnung von etwa 100 bis etwa 200 μη\ liegen kann und die mit einer dünnen gefärbten Kunststoffschicht 502 bedeckt ist, deren Dicke in der Größenordnung von I bis 2 μηι liegt. Die Oberfläche der dünnen Schicht 502 bildet die Oberfläche 302 der beugenden Struktur. Die in F i g. 5c dargestellte Anordnung stellt ein mit subtrakliver Lichtfilterung durch Beugung arbeilendes Filterrohlingoder Aufzeichnungsmaterial dar, das sich besonders für eine Aufzeichnung eines gewünschten räumlichen Informationsmusters durch sichtbare Strahlung eignet. Die Strahlung wird unmittelbar in denjenigen Teil des Aufzeichnungsmaterials absorbiert, der erhitzt und zum Fließen gebracht werden soll und die Über-Alles-Absorption des Filters bei der Wiedergabe lsi minimal.

Ein Filterrohling oder Aufzeichnungsmaterial der in Fig.5c dargestellten Art kann wie folgt hergestellt werden:

Eine Nickelmater mit der erforderlichen Reliefstruktur (gewöhnlich einer sinusförmigen Kreuzgitterstruktur, wie sie in der US-PS 40 62 628 beschrieben ist) wird durch ein Schleuder- oder Rollenbeschichtungsverfahren mit einer dünnen Schicht (Dicke z. B. etwa 2 μίτι) aus einer Lösung von PVC und einem Farbstoff in einem Lösungsmittel überzogen.

Eine typische Lösung hat, bezogen auf das Gewicht, die folgende Zusammensetzung:

Lösungsmittel:

Polyvinylchlorid:
Farbstoff:

30 Teile Tetrahydrofuran

(THF)

10 Teile Toluol

10%

0,05%

Als Farbstoff können z. B. öllösliches Gelb und/oder

Fluorescein verwendet werden. Mit der gefärbten PVC-Schicht wird dann ein Blatt einer beispielsweise etwa 150μπι dicken klaren PVC-Folie verschmolzen.

Nach dem Abkühlen wird Hip 7Hcammongec»ij[e PVC-Folie von der Nickelmater abgelöst und man hat dann die in Fig. 5c dargestellte Anordnung. Andere Möglichkeiten, eine Anordnung der in Fig.5c dargestellten Art herzustellen, bestehen darin, auf eine klare PVC-Folie eine dünne gefärbte PVC-Schicht aufzuwalzen oder aufzukaschiercn und dann die Reliefstruktur einzuprägen oder die Struktur durch aufeinanderfolgendes Aufgießen von Lösungen zu bilden. Die Konzentration des Farbstoffes in der Schicht 502 soll so hoch sein, daß der größte Teil der die Aufzeichnung bewirkenden Energie genau da, wo sie gebraucht wird, also in !Unmittelbarer Nähe der Oberfläche 302 absorbiert wird. Da die Schicht 502 andererseits relativ dünn ist, bleibt die Abschwächung des bei der Wiedergabe verwendeten Lichtes im sichtbaren Spektralbereich im Mittel klein, so daß ein relativ helles Bild nullter Ordnung erzeugt werden kanrr.

Die Farbe des Farbstoffes ist komplementär zur absorbierten Farbe. Ein gelber Farbstoff absorbiert also blaues Licht; ein cyanfarbener Farbstoff absorbiert rotes Licht und ein magentafarbener Farbstoff absorbiert grünes Licht. Generell soll die Absorptionscharakteristik des Farbstoffes zu der Wellenlänge der Strahlung des verwendeten Lasers passen. So sind z. B. bei Verwendung von He-Cd- oder Argon-Laser, die blaues Licht emittieren, gelbe Farbstoffe gut geeignet, um ein gewünschtes räumliches Informationsmuster auf

einem mit subtraktiver Filterung durch Beugung arbeilenden Schwarz/Weiß-Filier aufzuzeichnen. Bei der Wiedergabe werden in diesem Falle weiße Bereiche in gelber Farbe wiedergegeben, die ebenfalls einen hohen Kontrast bezüglich Schwarz ergibt. Bei Verwendung der in Fig.j'o dargestellten Anordnung ist es möglich, die oberflächliche Farbschicht, z. B. durch Abwaschen mit einem Lösungsmittel zu entfernen, nachdem das gewünschte räumliche Informationsmuster aufgezeichnet Worden ist, so daß weiße Bereiche bei der Wiedergabe auch tatsächlich weiß wiedergegeben werden.

Man kann auch absorbierende Farbstoffe verwenden, Um den Kunststoff für eine Aufzeichnungsstrahlung mil einer Wellenlänge außerhalb des sichtbaren Spektralbcreiches zu sensibilisieren, z. B. für Strahlung im ultravioletten Spektralbereich von 300 bis 400 nm oder für Strahlung im nahen Infrarot zwischen etwa 700 und !COG nrn, die Z. S. ii'iii ciiiein Haibieiierinjekiionsiaser erzeugt werden kann, der Strahlung mit einer Wellenlänge von etwa 900 nm emittiert.

Bei Verwendung kurzer Laserstrahlungsimpulse hoher Spitzenleistung lassen sich räumliche Informationsmuster sehr hoher Auflösung erzeugen und hohe Atifzeichnungsempfindlichkeiten erreichen. Beispielsweise können mit einem Argonlaser, dessen 488-nm-Strahlung in Form von Lichtimpulsen durch ein 20 χ-Objektiv auf eine gelb gefärbte Oberflächenschicht fokussiert ist, mit etwa 60 ns dauernden Strahlungsimnulsen Flecke mit einem Durchmesser von etwa 3 μιη (entsprechend etwa zwei Gitterstrichen) aufgezeichnet werden, was einer Bestrahlungsstärke von etwa 150 mj7cm² entspricht. Bei längeren Impulsen wird ein größeres Volumen des Kunststoffes erhitzt, da die Wärme in den Kunststoff abgeleitet wird, und man braucht daher im Verhältnis mehr Energie, um die Oberflächenschicht des Kunststoffes auf eine vorgegebene Temperatur zy bringen. Es wurde festgestellt, daß die für die Exposition erforderliche Energie in einem Bereich der Impulsdauer t von weniger als 10 ~⁷ s bis zu 10^²S sich ungefähr mit / °·⁶ ändert.

Eine lokale Erhitzung kann auch auf andere Weise als durch die beschriebene Laserstrahlungsquelle 300 bewirkt werden. Beispielsweise kann man anstelle des

ίο modulierten abgelenkten Laserstrahlungsbündels zum Aufzeichnen eines räumlichen Informationsmusters auch mit Kontaktkopieren arbeiten. In diesem Falle kann man eine im wesentlichen annähernd punktförmige Strahlungsquelle in Form einer UV-Blitzrohre verwenden, deren Strahlung durch eine sphärische Linse kollimiert wird, oder alternativ eine linienförmige Blitzröhre verwenden, von der durch eine Zylinderlinse ein sehr helles strichförmiges Bild erzeugt wird, durch das der Kunststoff translatorisch bewegt wird. Ferner kann man mit Projektion anstatt mit Kontaktkopieren arbeiten, um den Kunststoff enlsprechend einem vorgegebenen Musterörtlich zu erhitzen.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf direkte Erzeugung von räumlichen Informationsnitistern in einem Bereich eines mit subtraktiver Filterung durch Beugung arbeitenden Transmissionsfilters beschränkt, das in erster Linie selbst für die Erzeugung eines Bildes durch das Bündel nullter Ordnung verwendet werden soll. Die vorliegende Erfindung läßt sich vielmehr auch

jo zum Erzeugen von Matern anwenden, die direkt oder indirekt für das Pressen oder Prägen von Kopien verwendet werden können, die dann die Aufzeichnungsträger für die Bild- oder Informationsreproduktion darstellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Λ α οηη ι υ Ο4Ζ Patentansprüche:

1. Verfahren zum unmittelbaren Erzeugen eines beliebigen räumlichen Informationsmusters in einem Bereich eines mit subtraktiver Filterung durch Beugung arbeitenden Transmissionslichtfilters unter Verwendung einer Schicht, die eine Oberfläche mit einer vorher geformten vorgegebenen beugenden Struktur aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter die Schicht, die transmissionsfähig ist, enthält, so daß das Filter anfänglich eine Übertragungsfunktion für das Ausgangslicht nullter Ordnung hat, die durch die vorgegebene beugende Struktur bestimmt wird, und daß die beugende Struktur in Bereichen entsprechend dem gewünschten räumlichen Informationsmuster örtlich ausgelöscht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die transmissionsfähige Schicht ein thermoplastisches Material hat und daß die beugende Struktur dadurch ausgelöscht wird, daß die Oberfläche entsprechend dem gewünschten räumlichen informationsmuster soweit erhitzt wird, daß das thermoplastische Material in den örtlich erhitzten Oberflächenbereichen verläuft und dadurch die dort vorhandene vorgeformte beugende Struktur beseitigt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material im WellenlangenhTeich einer vorgegebenen einfallenden Strahlung absorptionsfähi<* ist und daß die Oberfläche zur örtlichen Erhitzung mit der vorgegebenen Strahlung entsprechend rtem gewünschten räumlichen Informationsmuster beaufschlagt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material einfallende Ultraviolettstrahlung absorbiert und daß die Oberfläche entsprechend dem gewünschten räumlichen Informationsmuster mit Ultraviolettstrahlung ίο bestrahlt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Material einen Farbstoff enthält, der in einem vorgegebenen Wellenlängengebiet des sichtbaren Spektralbereiches absorbiert und daß die Oberfläche entsprechend dem gewünschten räumlichen Informationsmuster mit Strahlung bestrahlt wird, deren Wellenlänge in dem vorgegebenen Wellenlängengebiet liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrahlung mit .Strahlungsimpulsen erfolgt, deren Dauer jeweils zwischen 60 ns und 10 ms liegt und deren Intensität für die trforderliche örtliche Erhitzung ausreicht.

7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennleichnet. daß die beugende Struktur ein Beugungsgitter mit einem vorgegebenen Linienabstand •nthält und daß die Bestrahlung mit Strahlungsimpulsen erfolgt, deren Dauer und Intensität so gewählt sind, daß die örtliche Erhitzung in einem Fleck erfolgt, dessen Durchmesser etwa dem doppelten Linienabstand entspricht.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer und Intensität der Strahlungsimpulse und die Ausdehnung der Strah* lung so gewählt sind, daß eine örtliche Erhitzung in einem Fleck mit einem Durchmesser von etwa 3

Mikrometer stattfindet.

9. Aufzeichnungsmaterial zum Herstellen eines mit subtraktiver Lichtfilterung durch Beugung arbeitenden Lichtfilters zur Aufzeichnung eines gewünschten räumlichen Informauonsmusters durch Exposition mittels einer vorgegebenen Strahlung, mit einer Substratschicht aus einem Material, das für die vorgegebene Strahlung transparent ist und diese Strahlung nicht wesentlich absorbiert, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Seite der Substratschicht eine thermoplastische Schicht angeordnet ist, welche ein die vorgegebene Strahlung absorbierendes Material enthält und eine zu einer vorgegebenen Beugungsstruktur vorgeformte Außenseite hat, so daß sich ein vorgegebenes, mit subtraktiver Filterung durch Beugung arbeitendes Filter ergibt

10. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Substratschicht aus einem vorgegebenen thermoplastischen Material besteht, das von Natur aus transparent ist und die vorgegebene Strahlung praktisch nicht absorbiert, und daß die thermoplastische Schicht die vorgegebene Strahlung absorbiert

11. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Schicht das thermoplastische Material und eine zusätzliche Substanz, die die vorgegebene Strahlung absorbiert, enthält; daß die vorgegebene Strahlung farbiges Licht mit einer Wellenlängenverteilung in einem vorgegebenen Teil des sichtbaren Spektralbereichs ist, und daß die absorptionsfähige Substanz ein Farbstoff ist, der Licht mit Wellenlängen in dem vorgegebenen Teil des sichtbaren Spektralbereiches absorbiert, für Licht mit Wellenlängen im übrigen Teil des sichtbaren Spektralbereiches jedoch im wesentlichen transparent ist.

12. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Substratschicht angeordnete .^Kermoplastische Schicht eine Dicke von etwa 1 bis 2 Mikrometer hat.

13. Aufzeichnungsmaterial nach Anspruch 12. dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat eine Dicke von mindestens 100 Mikrometer hat.

14. Aufzeichnungsmaterial nach einem der Ansprüche 9 bis I j dadurch gekennzeichnet, daß die beuge/ide Struktur ein Beugungsgitter mit einem Linienabstand von höchstens 2 Mikrometer enthält.