FI96644B - Tilavuusvaiheholografinen elementti ja menetelmä sen muodostamiseksi - Google Patents

Tilavuusvaiheholografinen elementti ja menetelmä sen muodostamiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI96644B
FI96644B FI883815A FI883815A FI96644B FI 96644 B FI96644 B FI 96644B FI 883815 A FI883815 A FI 883815A FI 883815 A FI883815 A FI 883815A FI 96644 B FI96644 B FI 96644B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
holographic element
refractive index
monomer
volume phase
holographic
Prior art date
Application number
FI883815A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI96644C (fi
FI883815A0 (fi
FI883815A (fi
Inventor
Richard T Ingwall
Mark A Troll
Original Assignee
Polaroid Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Polaroid Corp filed Critical Polaroid Corp
Publication of FI883815A0 publication Critical patent/FI883815A0/fi
Publication of FI883815A publication Critical patent/FI883815A/fi
Publication of FI96644B publication Critical patent/FI96644B/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI96644C publication Critical patent/FI96644C/fi

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0005Production of optical devices or components in so far as characterised by the lithographic processes or materials used therefor
    • G03F7/001Phase modulating patterns, e.g. refractive index patterns
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/02Details of features involved during the holographic process; Replication of holograms without interference recording
    • G03H1/024Hologram nature or properties
    • G03H1/0248Volume holograms
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/02Details of features involved during the holographic process; Replication of holograms without interference recording
    • G03H2001/026Recording materials or recording processes
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2240/00Hologram nature or properties
    • G03H2240/10Physical parameter modulated by the hologram
    • G03H2240/11Phase only modulation
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2260/00Recording materials or recording processes
    • G03H2260/12Photopolymer
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2270/00Substrate bearing the hologram
    • G03H2270/53Recording material dispersed into porous substrate

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)

Description

96644
Tilavuusvaiheholografinen elementti ja menetelmä sen muodostani! seksi Tämä keksintö koskee tilavuusvaiheholografisia 5 elementtejä, joissa on mikroskooppisia materiaalialueita, joissa taitekerroin on erilainen kuin holografisten juovien taitekerroin. Uusilla holografisilla elementeillä voi olla kohonnut diffraktioteho ja/tai muita toivottavia ominaisuuksia. Keksintö koskee myös menetelmää näiden 10 elementtien muodostamiseksi.
Tilavuusvaihehologrammit, ts. taitekerroinmodu-loidut hologrammit, ovat hyvin tunnettuja ja niitä on valmistettu erilaisista valonherkistä materiaaleista, erityisesti materiaaleista, joissa holografiset juovat 15 muodostetaan valopolymeroinnin tai silloituksen kautta.
Dikromaattista gelatiinia (DCG:tä) on käytetty laajasti tilavuusvaihehologrammien muodostamiseen. Mekanismia, jolla holografinen kuva muodostuu DCG:ssä, ei kuitenkaan ole selvitetty ja on ehdotettu muutamia meka-20 nismeja. Eräs tällainen ehdotus on, että gelatiinissa olevien juovatasojen väliin muodostuu "rakoja" tai "ontelolta" ja tuloksena oleva ero (raoissa tai onteloissa olevan) ilman ja gelatiinin taitekertoimessa saa aikaan kohonneen kerroinmodulaation. [Ks. A. Graube, Holographic . 25 Optical Element Materials Research", U.S. Air Force * Office of Scientific Research Technical Report 78 - 1626 (1978, saatavana U.S. Defence Technical Information Centeristä nimellä DTIC Technical Report ADA062692, erityisesti sivut 95 - 113.] "Onteloiden" läsnäolo kiiste-30 tään eräässä aiemmassa artikkelissa [R.K. Curran ja T.A.
* Shankoff, The Mechanism of Hologram Formation in Dichro- mated Gelatin", Applied Optics 9 (heinäkuu 1970) 1651 -1657, erityisesti s. 1655], jossa päätellään, että "raot" saavat aikaan ilman ja gelatiinin välisen rajapinnan.
35 Eräässä vuonna 1980 ilmestyneessä julkaisussa [B.J.
Chang, Dichromated Gelatin Holograms and Their Applications, Optical Engineering 19 (1980) 642 - 648, ks. erityisesti s. 642 - 643] ehdotetaan vielä erästä muuta me- 2 96644 kanismia, "molekyyliketjujousi"-mallia. Vielä erästä mekanismia - isopropanolin ja gelatiinin välistä vuorovaikutusta, joka aiheuttaa rakoja, kun isopropanoli poistetaan ehdottavat J.R. Magarinos ja D.J. Coleman [Hologra-5 phic Mirrors, Optical Engineering 24 (1985) 769 - 780].
Nämä tutkijat ovat havainneet, että eräs tapa tukea on-teloiden (mikro-onteloiden) läsnäoloa koskevaa hypoteesia olisi osoittaa holografisen tehon menetys korvattaessa tällaisissa onteloissa oleva ilma nesteellä, jonka taite-10 kerroin on sama kuin gelatiinin, mutta he olivat eri mieltä siitä, saavuttivatko he tällaisen tuloksen. On kuitenkin selvää, että nämä tutkijat tutkivat mekanismeja eivätkä tapoja muuntaa optisia ominaisuuksia.
Erästä erityisen käyttökelpoista valopolymeroita-15 vissa olevaa koostumusta tilavuusvaihehologrammien muodostamiseksi kuvataan ja on patenttivaatimusten kohteena US-patenttijulkaisussa 4 588 664 (13. toukokuuta 1986,
Herbert L. Fielding ja Richard T. Ingwall). Nämä valopo-lymeroitavissa olevat koostumukset sisältävät väriaine-20 herkistintä, kuten metyleenisinistä, haaroittunutta poly-etyleeni-imiiniä polymeroitumisen initiaattorina ja vapaa radikaali -mekanismilla polyraeroitavissa olevaa ety-leenisesti tyydyttymätöntä monomeeriä, edullisesti esimerkiksi akryylimonomeeriä ja litiumakrylaattia. Menetel-25 mää tästä valopolymeroitavissa olevasta koostumuksesta muodostettujen hologrammien stabiloimiseksi kuvataan ja on patenttivaatimusten kohteena US-patenttijulkaisussa 4 535 041 (Herbert L. Fielding ja Richard T. Ingwall, 13. elokuuta 1985).
30 Keksintö koskee tilavuusvaiheholografista element tiä, joka on muodostettu valottamalla holografisesti valopolymeroi tuva elementti. Keksinnön mukaiselle elementille on tunnusomaista, että juovien välissä olevat mikro-ontelot on ainakin osittain täytetty muulla materiaa-35 lilla kuin ilmalla, jolloin mainitulla materiaalilla on erilainen taitekerroin kuin matriksilla.
Keksintö koskee myös menetelmää holografisen elementin muodostamiseksi. Menetelmälle on tunnusomaista, 3 96644 että valonherkkä elementti valotetaan holografisesti laservalolla, valotettu valonherkkä elementti kehitetään, jolloin saadaan tilavuusvaiheholografinen elementti, jossa on mikro-onteloita juovien välissä, ja mikro-ontelot 5 täytetään ainakin osittain materiaalilla, jolla on erilainen taitekerroin kuin holografisen elementin matriksi-materiaalilla, jolloin valonherkkä elementti on valopoly-meroitavissa oleva elementti.
Kuten on holografia-alalla hyvin tunnettua ja ym-10 märrettyä, tilavuusvaihehologrammit rekisteröivät informaatiota väliaineen, jossa rekisteröinti tehdään, taite-kertoimen modulaationa. Valopolymeroitavissa olevassa filmissä olevan monomeerin polymerointi rekisteröi siten laserholografiavalotuksen "polymeerijuovien" tai "-ker-15 rosten" muodostamana kuviona. Juovat ovat yhdensuuntaisia alustan kanssa tilavuusvaiheheijastushologrammissa ja kohtisuorassa alustaa vastaan tilavuusvaiheläpäisyholo-grämmissä. Juovat muodostavalla polymeerillä on erilainen taitekerroin kuin juovien välissä olevalla materiaa-20 lilla ja tuloksena oleva valon modulaatio kerroinerojen funktiona mahdollistaa hologrammin rekonstruoinnin.
Hologrammien, joita on muodostettu käyttämällä edellä mainitussa US-patenttijulkaisussa 4 588 664 kuvattuja valopolymeröitavissa olevia koostumuksia, hienora-• 25 kenteen tutkiminen valomikroskopialla ja pyyhkäisyelekt ronimikroskopialla on osoittanut ilmaa sisältävien mikro-onteloiden läsnäolon fotopolymeerijuovien välissä; mikro-ontelot olivat yleensä pyöreitä poikkileikkaukseltaan.
Vaikka mikro-ontelot näyttävät eristetyiltä elektronimik-30 roskopiakuvissa, ne ovat yhteydessä toisiinsa. Kiinteästä ja huokoisesta (kytkeytyneistä mikro-onteloista) materiaalista koostuvia vuorottelevia tasoja esiintyy kerroksina, joiden välimatka on sopivan Braggin ehdon mukainen. Mikro-onteloiden läpimitta on yleensä suuruusluokaltaan 35 noin 50 - 80 % vierekkäisten kiinteiden faasien (juovien) välimatkasta ja voi olla esimerkiksi suuruusluokaltaan noin puolet holografisen heijastavan optisen elementin heijastaman valon aallonpituudesta. Nämä mikro-ontelot 4 96644 sisältävät ilmaa ja niiden tiheys vaihtelee valotustehon funktiona. Otaksutaan, että nämä mikrohuokoset ovat ainakin osittain seurausta monomeerin vaakasuorasta diffuusiosta filmissä alueille, joissa tapahtuu polymeroitumis-5 ta. Valopolymeroidun filmin kehittäminen ja kuivaus saa aikaan veden tai monomeerin muun liuottimen poistumisen Ja ilma täyttää tuloksena olevat mikro-ontelot. Koska ilman täyttämät mikro-ontelot sirottavat jonkin verran valoa, holografisessa elementissä voi esiintyä jonkin ver-10 ran sameutta, joka riippuu mikro-onteloiden koosta.
Nyt on havaittu, että on mahdollista toistettavasi ja reversiibelisti tai pysyvästi korvata ainakin osa mikro-onteloissa olevasta ilmasta jollakin muulla materiaalilla muuttamatta merkittävästi holografisten juo-15 vien välimatkaa. Lisätty materiaali jää edullisesti pysyvästi holografiseen elementiin. Tällä tavalla voidaan saada aikaan toivottavia muutoksia optisissa ominaisuuk-sissa/holografisessa toimintakyvyssä, sillä valopolyme-roituneiden (juova-)alueiden ja lisätyn materiaalin tai-20 tekertoimien tai optisten tiheyksien välillä vallitsevien pienten erojen vaikutus yhdistelmän optisiin ominaisuuksiin vahvistuu. Materiaalia, joka korvaa mikro-onteloissa olevan ilman, voidaan kätevyyden vuoksi kutsua "mikro-on-telomateriaaliksi".
25 Mikro-onteloissa olevaa ilmaa korvaava materiaali tuodaan holografiseen elementiin imeyttämällä haluttua ainetta tai sen liuosta siihen esimerkiksi kastelemalla. Lisätty materiaali voi olla aine, joka pystyy reagoimaan edelleen, esimerkiksi polymeroitavissa oleva monomeeri 30 tai silloitettavissa oleva yhdiste ja tällainen edelleen-reagointi sisällyttää tehokkaasti mainitun materiaalin pysyvästi holografiseen elementtiin. Polymeroitavissa olevan monomeerin sisällytys voidaan tehdä samanaikaisesti polymerointi-initiaattorin kanssa tai initiaattori 35 voidaan lisätä ensin ja sen jälkeen polymeroitavissa oleva monomeeri, mikä on edullisempaa. Initiaattori ja monomeeri tulisi valita siten, että vältetään mahdollisen epätoivottavan värjäytymän tuonti tai muodostuminen.
5 96644
Erityisen käyttökelpoisia monomeerejä taitekertoimeltaan pienemmän polymeerin saamiseksi mikro-onteloihin ovat fluoratut, erityisesti perfluoratut monomeerit. Polyme-rointi voidaan tehdä millä tahansa tunnetulla menetelmäl-5 lä, esimerkiksi ultravioletti-initiaatiolla, joka soveltuu monomeerille ja on yhteensopiva hologrammin matriksima-teriaalin kanssa. Tietyissä tapauksissa voidaan myös muodostaa ohut, tuloksena olevasta polymeeristä koostuva kalvo hologrammin pinnalle ja tällainen polymeerikalvo 10 voi tarjota parantuneen fysikaalisen suojan, esimerkiksi kestävyyden kosteutta tai muita ympäristötekijöitä vastaan, jotka muutoin vaikuttaisivat haitallisesti hologrammin stabiiliuteen tai optisiin ominaisuuksiin. Lisäksi tällaista pinnalla olevaa polymeerikäIvoa voidaan käyt-15 tää hologrammin kiinnittämiseen tai sitomiseen toiseen materiaaliin tai hologrammiin.
Mikro-ontelomateriaali voi olla väriaine tai muu valoa absorboiva yhdiste, jolloin saadaan aikaan valon absorboituminen ennalta määrätyllä aallonpituudella tai 20 aallonpituusvyöhykkeellä. Tämä suoritusmuoto on erityisen käyttökelpoinen holografisten imusuodattimien aikaansaannissa, esimerkiksi silmien suojaamiseksi lasereilta, sillä tuloksena oleva optinen tiheys (läpäisy) on heijastuneen ja absorboituneen laservalon yhdistelmä. Valitse-25 maila sopivasti lisättävä valoa absorboiva aine, voidaan suurentaa optista tiheyttä kyseessä olevan yhden tai usemman aallonpituuden suhteen säilyttäen suurin piirtein ennallaan muiden aallonpituuksien transmissio, mikä mahdollistaa käyttäjän parantuneen suojauksen ilman epätoi-30 vottavaa tai liiallista kuvan heikkenemistä esimerkiksi näkyvässä valossa.
Lisätty materiaali saattaa vähentää holografisen elementin sameusastetta sen ansiosta, että taitekerroin-ero sen ja "juovapolymeerin" välillä on pienempi kuin 35 ero juovapolymeerin ja ilman välillä. Vaikka joissakin tapauksissa tuloksena voi olla diffraktiotehon alenemi- 6 96644 nen, erityisesti jos hologrammi on heijastushologrammi, saattaa vähentyneen sameuden antama etu enemmän kuin kompensoida diffraktiotehon alenemisen. Jos lisätyn materiaalin taitekerroin on lähellä juovapolymeerin taitekerroin-5 ta jollakin spektrin alueella, esimerkiksi näkyvällä alueella, mutta on erilainen jollakin toisella alueella, esimerkiksi infrapuna-alueella, voidaan itse asiassa poistaa sameus käytännöllisesti katsoen kokonaan ensimmäisellä alueella ja saada samalla aikaan voimakas hei-10 jastuskyky toisella alueella.
Mikro-onteloiden täyttämiseen soveltuvien materiaalien valinta voidaan tehdä valitsemalla materiaaleja, joilla on haluttu taitekerroin, minkä jälkeen tehdään tavanomaiset testit hologrammin läpäisevyyden tutkimisek-15 si testattavan materiaalin suhteen. Ymmärrettäneen, että sopivat mikro-ontelomateriaalin ja hologrammimatriksin yhdistelmät saattavat vaihdella kummassa tahansa komponentissa tapahtuvien muutosten mukaan. Yleensä on toivottavaa käyttää mikro-ontelomateriaalia, jonka taitekerroin 20 eroaa vähintään 0,1 yksiköllä hologrammimatriksin taite-kertoimesta; taitekerroineron ollessa suurempi saadaan aikaan voimakkaampia vaikutuksia. Valitsemalla mikro-on-telomateriaaleja ja liuottimia, jotka eivät turvota mat-riksia tai turvottavat sitä hyvin vähän, voidaan juovien 25 etäisyys toisistaan pitää suurin piirtein muuttumattoma- * na; toisaalta rekisteröityjen juovatasojen välistä etäisyyttä voidaan suurentaa valitsemalla mikro-ontelomate-riaaleja ja liuottimia, jotka turvottavat matriksia.
Koska täytettyjä mikro-onteloita sisältävän fil-30 min keskimääräine taitekerroin on suurempi kuin ilman täyttämiä mikro-onteloita sisältävän filmin, siirtyy heijastushologrammeissa maksimiheijastusaallonpituus pidempiä aallonpituuksia kohden, ts. punaisen suuntaan, mihin liittyy diffraktiotehon aleneminen. Tätä ominai-35 suutta voidaan käyttää maksimiheijastusaallonpituuden säätämiseen kapeavyöhykeholografiasuodattimissa, sillä ♦ 96644 7 on mahdollista säätää ennalta huippuaallonpituutta noin 50 - 100 nm:n levyisellä alueella mikro-onteloiden täyttämiseen valitun materiaalin taitekertoimesta riippuvalla tavalla.
5 Läpäisyhologrammien ollessa kyseessä mikro-onte- lomateriaalin läsnäolo muuttaa diffraktiohuippukulmaa.
Koska tällaisten hilojen teho vaihtelee jaksoittain hila-voimakkuuden mukaan (joka vaihtelee valotustason mukaan), voi mikro-ontelomateriaali joko suurentaa tai alentaa hi-10 lan diffraktiotehoa.
Jos mikro-ontelomateriaali on optisesti aktiivista, ts. sillä on erilainen taitekerroin oikealle ja vasemmalle kiertopolaroidun valon suhteen, on tuloksena olevalla hologrammilla erilaiset ominaisuudet näillä kahdel-15 la tavalla polaroidun valon suhteen. Jos heijastusholo-grammissa olevalla mikro-ontelomateriaalilla on esimerkiksi suunnilleen sama taitekerroin kuin matriksilla toisella tavalla polaroidun valon suhteen, läpäisisi tämän-tyyppinen kiertopolaroitu valo hologrammin vaimentuen 20 vain vähän tai vaimentumatta ollenkaan, kun taas vastakkaiseen suuntaan polaroitu valo heijastuisi voimakkaasti. Läpäisyhologrammi, joka sisältää tällaista mikro-ontelo-materiaalia, taivuttaisi näitä kahta eri suuntiin- kierto-polaroitua valoa eri kulmissa.
25 Ymmärrettäneen, että mikro-onteloihin sisällytet- ” tävän materiaalin fysikaalisen koon tulee olla kyllin pieni, jotta materiaali pääsee mikro-onteloihin, ja että tämä koko vaihtelee mikro-onteloiden koon mukaan.
Mikro-ontelomateriaali voidaan valita siten, että 30 se parantaa hologrammin stabiiliutta ympäristön, esimerkiksi kosteuden ja/tai lämpötilan, vaikutuksia vastaan tai vähentää tai poistaa haittavaikutuksia, joita seuraa kosketuksesta liimojen tai pehmittimien kanssa. (Stabi-lointikäsittely, jossa tehdään peräkkäin käsittely zirko-35 niumsuolalla ja rasvahapolla ja jota kuvataan edellä mainitussa US-patenttijulkaisussa 4 535 041, ei täytä mikro- t 8 96644 ontelolta, eikä myöskään edellä mainitun US-patenttijulkaisun 4 588 664 esimerkissä 3 käytetty cx-syanoetyyliak-rylaattiliima.)
Mukavuuden vuoksi edellä mainituissa US-patentti-5 julkaisuissa 4 588 664 ja 4 535 041 esitetyt tiedot mainitaan tässä viitteinä.
Seuraavat esimerkit annetaan keksinnön valaisemiseksi, eikä niitä ole tarkoitettu rajoittaviksi.
Esimerkki 1 10 Valmistettiin läpäisyhologrammi käyttämällä edellä mainitun US-patenttijulkaisun 4 588 664 esimerkissä 7 kuvattua tyyppiä olevaa valopolymeroitavissa olevaa filmiä ja noudattamalla mainitussa esimerkissä kuvattua yleistä kehitys- ja stabilointimenettelyä, jossa käytetään helium-15 neonlaservaloa (633 nm). Filmin lopullinen paksuus kuivana käsittelyn jälkeen (alusta pois luettuna) oli noin 6 yum. Kuivan hologrammin transmissiospektrin analysointi näkyvän alueen spektrofotometrillä osoitti spektri-vyöhykkeen leveyden olevan noin 170 nm ja maksimidiffrak-20 tiosuhteen 83 % aallonpituudella 565 nm. Kun kuivaan hologrammiin imeytettiin trifluorietanolia (taitekerroin 1,29), spektrivyöhykkeen leveys pieneni noin 60 nmrksi, maksimidiffraktiosuhde kohosi hieman, 87 %:ksi ja maksi-misuhdetta vastaava aallonpituus siirtyi suunnilleen ar-25 voon 635 nm. Trifluorietanoli pestiin pois hologrammista ’ levittämällä sille muutaman kerran isopropanolia ja ase tonia ja hologrammi kuivattiin. Sitten hologrammiin imeytettiin General Electric Silicone Oil SF 99 (taitekerroin 1,39); diffraktiosuhteeksi mitattiin noin 58 % ja maksi-30 misuhdetta vastaava aallonpituus oli noin 630 nm.
Esimerkki 2 ; Pieni määrä liuosta, joka sisälsi 1 % bentsoiini- etyylieetteriä ksyleenissä, laitettiin esimerkissä 1 kuvatulla tavalla valmistetulle hologrammille ja ksyleenin 35 annettiin haihtua. Holografialevylle tiputettiin sitten pieni määrä perfluoripolyeetteridiakrylaattia 9 « 96644
O
H2C=CH-C02-CH2CF20(CF20)x(CF2CF20)yCF2CH2OCCH=CH2 (molekyylimassa noin 2 100; taitekerroin 1,31), annettiin sen levitä holografiakuvan alueelle ja peitettiin kuva 5 sitten lasilevyllä. Monomeerillä kyllästettyä hologrammia säteilytettiin ultraviolettivalolla (405 nm) 10 minuuttia, minkä jälkeen tehtiin 10 minuutin säteilytys ultraviolettivalolla, jonka aallonpituus oli 365 nm. Pei-telasin havaittiin tarttuneen paikoilleen ensimmäisen UV-10 valotuksen jälkeen. Diffraktiosuhteen havaittiin olevan toisen UV-valotuksen jälkeen noin 20 %; alunperin se oli 74 %. Peitelasi poistettiin ja hologrammia keitettiin vedessä noin 1,5 tuntia, minkä jälkeen suhteen havaittiin olevan noin 22 %. Hologrammi poistettiin lasialustaltaan 15 ehjänä, mutta jonkin verran hauraana itsestään suorana pysyvänä kalvona.
Esimerkki 3
Liuoksen, joka sisälsi dietoksiasetofenonia liuo- 0
II
20 tettuna CF^(CF2)gCH20-0-CH=CH2:een ja esimerkissä 2 käytetyn perfluoratun monomeerin seosta imeytettiin läpäi-syhologrammiin, joka oli valmistettu esimerkissä 1 kuvatulla tavalla käyttämällä helium-neonlasersäteilytystä 2 15 mJ/cm . Sitten hologrammia säteilytettiin ultravio-25 lettivalolla 15 minuuttia. Käsitellyn hologrammin diffraktiosuhteen havaittiin olevan 70 %; diffraktiosuhde oli alunperin 22 %.
Esimerkki 4
Esimerkissä 2 kuvattu menettely toistettiin käyt-30 tämällä heijastushologrammia, jonka diffraktiosuhde oli yli 99 % aallonpituudella 490 nm ja 20 minuuttia kestä-: vää UV-valotusta. Tuloksena olevan hologrammin, joka si sälsi polymeroitunutta perfluorattua polymeeriä mikro-onteloissa, diffraktiosuhteen havaittiin olevan 80 % aal-35 lonpituudella 585 nm. Kun käsiteltyä heijastushologrammia oli kuumennettu lämpötilassa 150°C noin 15 tuntia, sen 10 96644 diffraktiosuhteen havaittiin olevan 87 % aallonpituudella 540 nm.
Esimerkki 5
Holografinen peili (heijastushologrammi), joka oli 5 lasialustalla olevan valopolymeroituvan kerroksen keskellä ja valmistettu esimerkissä 1 kuvatulla yleisellä tavalla, käsiteltiin liuoksella, joka sisälsi erytrosiinia tri-fluorietanolissa. Liuottimen haihduttua valopolymeroitu-nut kerros oli väriltään vaaleanpunainen. Väriä ei pystyt-10 ty poistamaan pesemällä isopropanolilla, metanolilla eikä näiden alkoholien seoksilla veden kanssa. Optinen tiheys (transmissio) mitattiin spektrofotometrisesti muutamilla tulokulmilla. Värjäytyneellä holografisella peilialueel-la oli optinen tiheyshuippu yli 5 aallonpituusalueella 15 530 - 555 nm tulokulmilla 0 - 40°. Vertailun vuoksi mai nittakoon, että kohtisuoralla tulokulmalla alkuperäisellä holografisella peilillä oli optinen tiheyshuippu 2,8 aallonpituudella 580 nm ja värjäytyneellä ei-holografisella alueella oli optinen tiheyshuippu 3,5 aallonpituudella 20 540 nm. Alkuperäinen holografinen peili oli edelleen näh tävissä heijastuneen valon kautta. Näiden mittausten perusteella pääteltiin, että erytrosiini täytti mikro-ontelot ainakin osittain.
Ymmärrettäneen, että muita sideaineita ja polymee-25 rejä, joilla on kyky saada aikaan tilavuusvaihehologram-meja, voidaan käyttää edellä esitetyssä esimerkissä käytetyn sijasta sillä edellytyksellä, että soveltuvia mik-ro-ontelomateriaaleja voidaan imeyttää hologrammiin.
Ymmärrettäneen, että tämän keksinnön mukaisia ho-30 logrammeja voidaan sisällyttää muihin optisiin rakenteisiin käyttämällä sopivia liimoja, esimerkiksi optisia . epoksiliimoja. Lisäksi hologrammit voidaan koteloida tai tiivistää vain niiden reunat ympäristöstabiiliuden parantamiseksi .
35 Vaikka tätä keksintöä on kuvattu yksityiskohtai sesti ja viitaten sen erityissuoritusmuotoihin, alan ; . »u.i a-iti i ns - j 11 96644 ammattimiehille lienee ilmeistä, että siihen voidaan tehdä erilaisia muutoksia poikkeamatta keksinnön hengestä ja piiristä.

Claims (15)

96644
1. Tilavuusvaiheholografinen elementti, joka on muodostettu valottamalla holografisesti valopolymeroituva 5 elementti, tunnettu siitä, että juovien välissä olevat mikro-ontelot on ainakin osittain täytetty muulla materiaalilla kuin ilmalla, jolloin mainitulla materiaalilla on erilainen taitekerroin kuin matriksilla.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tilavuusvaihe- 10 holografinen elementti, tunnettu siitä, että mainittu taitekerroin on pienempi kuin matriksin taitekerroin.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tilavuusvaiheholografinen elementti, tunnettu siitä, että mai- 15 nittu taitekerroin on suurempi kuin matriksin taitekerroin.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tilavuusvaihe holografinen elementti, tunnettu siitä, että metriksi sisältää haaroittunutta polyetyleeni-imiiniä ja po- 20 lymeroitunutta etyleenistä monomeeriä.
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen tilavuusvaihe- hologrammi, tunnettu siitä, että monomeeri on akryylihappo.
6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tilavuusvaihe- 25 holografinen elementti, tunnettu siitä, että ma teriaali on hydrofobista.
7. Patenttivaatimuksen 2 mukainen tilavuusvaihe- hologrammi, tunnettu siitä, että materiaali, jolla on pienempi taitekerroin, on polymeroitu fluorattu mo- 30 nomeeri.
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen tilavuusvaihe holografinen elementti, tunnettu siitä, että holografisen elementin pinnalla on ohut kerros mainittua polymeroitua fluorattua monomeeriä.
9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tilavuusvaihe- hologrammi, tunnettu siitä, että mainittu mate- ; - aa.; a-i« i ·. * ** 96644 riaall on materiaali, jolla on kyky absorboida valoa, jolla on holografisen elementin heijastaman valon aallonpituus .
10. Menetelmä holografisen elementin muodostani! -5 seksi, tunnettu siitä, että valonherkkä elementti valotetaan holografisesti laservalolla, valotettu valonherkkä elementti kehitetään, jolloin saadaan tilavuusvai-heholografinen elementti, jossa on mikro-onteloita juovien välissä, ja mikro-ontelot täytetään ainakin osittain mate-10 riaalilla, jolla on erilainen taitekerroin kuin holografisen elementin matriksimateriaalilla, jolloin valonherkkä elementti on valopolymeroitavissa oleva elementti.
11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että valopolymeroitavissa oleva 15 elementti sisältää väriherkistintä, haaroittunutta poly-etyleeni-imiiniä ja vapaa radikaali -mekanismilla polyme-roitavissa olevaa etyleenisesti tyydyttymätöntä monomee-riä.
12. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, 20 tunnettu siitä, että mikro-onteloihin lisätään polymeroitavissa olevaa monomeeriä, joka sitten polymeroi-daan, jolloin mikro-onteloihin muodostuu materiaali, jolla on pienempi taitekerroin kuin matriksilla.
13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, 25 tunnettu siitä, että monomeeri on fluorattu mono- meeri.
14. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polymeroidaan ohut kerros mainittua monomeeriä holografisen elementin pinnalle.
15. Tilavuusvaiheholografinen elementti, t u n - * n e t t u siitä, että juovien välissä olevat mikro-onte lot on ainakin osittain täytetty polymeerillä, joka on muodostettu lisäämällä monomeeri mikro-onteloihin ja poly-meroimalla mikro-onteloissa oleva monomeeri, jolloin poly-35 meerillä on erilainen taitekerroin kuin matriksilla. * 96644
FI883815A 1986-12-19 1988-08-17 Tilavuusvaiheholografinen elementti ja menetelmä sen muodostamiseksi FI96644C (fi)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US94442886A 1986-12-19 1986-12-19
US94442886 1986-12-19
US8703403 1987-12-18
PCT/US1987/003403 WO1988004796A1 (en) 1986-12-19 1987-12-18 Holograms

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI883815A0 FI883815A0 (fi) 1988-08-17
FI883815A FI883815A (fi) 1988-08-17
FI96644B true FI96644B (fi) 1996-04-15
FI96644C FI96644C (fi) 1996-07-25

Family

ID=25481380

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI883815A FI96644C (fi) 1986-12-19 1988-08-17 Tilavuusvaiheholografinen elementti ja menetelmä sen muodostamiseksi

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP0293461B1 (fi)
JP (1) JPH01502060A (fi)
KR (1) KR950006729B1 (fi)
AT (1) ATE107421T1 (fi)
AU (1) AU607967B2 (fi)
DE (1) DE3750089T2 (fi)
DK (1) DK462988D0 (fi)
FI (1) FI96644C (fi)
NO (1) NO180069C (fi)
WO (1) WO1988004796A1 (fi)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8815966D0 (en) * 1988-07-05 1988-08-10 Marconi Gec Ltd Optical elements
US4963471A (en) * 1989-07-14 1990-10-16 E. I. Du Pont De Nemours And Company Holographic photopolymer compositions and elements for refractive index imaging
DE69129170T2 (de) * 1990-01-12 1998-08-06 Polaroid Corp., Cambridge, Mass. Volumenphasenhologramm mit flüssigkristall in den hohlräumen zwischen den interferenzstreifen
US5198912A (en) * 1990-01-12 1993-03-30 Polaroid Corporation Volume phase hologram with liquid crystal in microvoids between fringes
JPH0643797A (ja) * 1991-05-09 1994-02-18 Nissan Motor Co Ltd ホログラム形成方法
US7132200B1 (en) * 1992-11-27 2006-11-07 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Hologram recording sheet, holographic optical element using said sheet, and its production process
JP4672206B2 (ja) * 2001-01-29 2011-04-20 大日本印刷株式会社 体積ホログラム積層体の作成方法
US6998196B2 (en) * 2001-12-28 2006-02-14 Wavefront Technology Diffractive optical element and method of manufacture

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH530658A (de) * 1968-06-29 1972-11-15 Agfa Gevaert Ag Verfahren zur Herstellung eines Transmissionshologramms
DE1810627B2 (de) * 1968-11-23 1978-03-09 Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg Verfahren zur Unterdrückung von Interferenzstreifen in photoempfindlichem Material
US3672744A (en) * 1970-10-06 1972-06-27 Ibm Holographic system and process utilizing a wet cell phase hologram
US4201441A (en) * 1978-01-26 1980-05-06 Canon Kabushiki Kaisha Hologram and method of production thereof
US4299880A (en) * 1979-11-15 1981-11-10 Minnesota Mining And Manufacturing Company Demand and timed renewing imaging media
FR2519777A1 (fr) * 1982-01-12 1983-07-18 Thomson Csf Procede de fabrication de structures de phase diffractantes
US4588664A (en) * 1983-08-24 1986-05-13 Polaroid Corporation Photopolymerizable compositions used in holograms
US4535041A (en) * 1984-08-20 1985-08-13 Polaroid Corporation Stabilization of holograms
JPS6052889A (ja) * 1983-09-02 1985-03-26 Fujitsu Ltd ホログラムの製法
JPS60198576A (ja) * 1984-03-23 1985-10-08 Fujitsu Ltd ホログラムの製造方法
JPS60254173A (ja) * 1984-05-31 1985-12-14 Fujitsu Ltd ホログラム保護方法
JPS612181A (ja) * 1984-06-14 1986-01-08 Fujitsu Ltd ホログラム製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE3750089D1 (de) 1994-07-21
AU1101388A (en) 1988-07-15
FI96644C (fi) 1996-07-25
FI883815A0 (fi) 1988-08-17
DE3750089T2 (de) 1994-10-13
NO883615L (no) 1988-08-12
NO883615D0 (no) 1988-08-12
NO180069B (no) 1996-10-28
FI883815A (fi) 1988-08-17
DK462988A (da) 1988-08-18
KR950006729B1 (ko) 1995-06-21
NO180069C (no) 1997-02-05
WO1988004796A1 (en) 1988-06-30
KR890700237A (ko) 1989-03-10
ATE107421T1 (de) 1994-07-15
EP0293461B1 (en) 1994-06-15
JPH01502060A (ja) 1989-07-13
EP0293461A1 (en) 1988-12-07
AU607967B2 (en) 1991-03-21
DK462988D0 (da) 1988-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4970129A (en) Holograms
KR100583490B1 (ko) 홀로그래픽 기록매체 및 이를 사용한 홀로그래픽 기록방법
US4842968A (en) Hologram recording medium
JPH0355587A (ja) ホトポリマ中に形成された反射ホログラムを有するホログラフ光学エレメント
EP0697631B1 (en) Photosensitive recording material, photosensitive recording medium, and process for producing hologram using this photosensitive recording medium
US20020004172A1 (en) Optical recording film and process for production thereof
WO1990013832A1 (fr) Procede de fabrication d'une lentille en polymere transparent a indice de refraction module
FI96644B (fi) Tilavuusvaiheholografinen elementti ja menetelmä sen muodostamiseksi
EP2277027A1 (en) Photopolymerizable compositions
CA2408244A1 (en) Phase contrast variation of a photo-induced refractive material
CN1754133B (zh) 全息照相传感器及其生产
US20080176146A1 (en) Photosensitive Composition Containing Organic Fine Particles
FR2661914A1 (fr) Procede de fabrication d'une lentille en polymere transparent a indice de refraction module.
JP2000172154A (ja) 記録媒体及びその形成のためのホログラフィ―プロセス
US5213915A (en) Holographic recording material and method for holographic recording
CA1306628C (en) Holograms
RU2541521C2 (ru) Жидкая композиция для фотополимеризационноспособной пленки для записи голограммы, способ получения композиции, способ получения вышеуказанной пленки
US4008083A (en) Stabilization of color images formed by photomodulation of the Christiansen effect
US6344297B1 (en) Holographic recording material
RU2325680C2 (ru) Фотополимеризующиеся регистрирующие среды для трехмерной оптической памяти сверхбольшой информационной емкости
Barachevsky Organic light-sensitive media for holographic optical elements
CN1034277A (zh) 全息照片
RU2574723C1 (ru) Жидкая композиция фотополимеризационноспособной пленки для записи голограммы, способ получения композиции
JP3126395B2 (ja) ホログラム記録体の製造方法
JPH09179479A (ja) ホログラムの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
BB Publication of examined application
MM Patent lapsed

Owner name: POLAROID CORPORATION