JPS6280687A - ホログラム用感光性基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ホログラフィ再生時のゴーストを低減した
ホログラム用感光性基板に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のホログラム用感光性基板としては、ガラス基板上
に感光材料であるニクロム酸ゼラチンよりなる感光膜を
形成したものがある。

第４図は、例えば＠Ｄｉｃｈｒａｍａｔｓ＋ｄ　ｇｅｌ
ａｔｉｎｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ　
ｏｆ　ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｅ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｅｌ
ｅｍｅｎｔｓ　＝。

Ａｐｐｌｉｅｄ　０ｐｔｉｃａ、　１８（１４）、　２
４０７（１９７９ルに示された従来のホログラム用感光
性基板に関し、ホログラム製造工程の一例と各工程にお
けるホログラムの状態を模式的に示したものである。図
中、■はゼラチン塗布工程で、ガラス基板１上に、スピ
ンフート、ディップフート、バーコードなどの手法によ
りゼラチン層２を形成する。■は感光化工Ｎで、ゼラチ
ン層２に重クロム酸アンモンを含浸させることにより感
光化して、感光性ゼラチン膜２Ａとする。■は露光工程
で、２系列のレーザ入射光によって露光し、干渉じまの
明部で前記感光膜２Ａに架橋反応を生じさせる。すなわ
ち、被写体である物体を経て回折された光波である物体
光Ｌ１　を感光膜２Ａの上方から入射させると共に、こ
れと干渉性のある回折されていない別の光波である参照
光り、を斜方向から入射せしめ、生じた両者り、、　Ｌ
、の干渉じまを感光膜２Ａに記録する。

次の現像工程はゼラチン感光膜の硬軟に応じて２通りに
分かれる。軟質ゼラチンの場合は洗浄エッチング工程■
ａ１乾燥工程■ａを経てレリーフホログラムが得られる
。一方、硬質ゼラチンの場合は、初期現像工程■ｂ１最
終現像工程■ｂを経て体積ホログラムが得られる。上記
洗浄エツチング工程Ｖｔａにおいて、露光した感光膜２
Ａのうち、井原橋部Ｘは溶出するが、前橋部Ｙは残留す
る。

これに対して、上記初期現像工程■ｂにおいては、現像
液浸漬により、ゼラチンが膨潤するため、井原橋部Ｘか
ら前橋部Ｙへの物質移動が生じて、密度差が増幅される
と考えられている。第４図中、初期現像工程■ｂにおけ
る上部の矢印は、この物質移動を表わす。軟質ゼラチン
の乾燥工程■ａおよび硬化ゼラチンのアルコール浸漬工
程■ｂは、脱水によって明部、暗部のコントラストを一
層増強するために行なわれるものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記の如き工程を経て得られた従来のホ
ログラムにあっては、露光工程■において、ゼラチン層
／空気界面からの反射光に起因する目的外のホログラム
（スプリアスホログラム）が記録され、そのため得られ
たホログラムの再生時に、ゴースト像が生ずるという問
題点があった。

すなわち第５図（ａ）において、露光時に、ゼラチン感
光膜２Ａに入射した物体光Ｌ１はガラス基板１内を通過
する。Ｌ１２はガラス基板／空気界面における物体光り
、の一部反射光である。一方、ガラス基板１から入射し
た参照光り、がゼラチン感光膜２Ａを透過するとき、ゼ
ラチン感光膜／空気界面において反射光Ｌ／、が生じる
。

その結果、ゼラチン感光膜２Ａには、第５図（ｂ）に拡
大して示されるように、物体光り、と参照光Ｌｔの干渉
゛じまによる目的ホログラムＨとは別に、更に上記反射
光Ｌ／２に基づくスプリアスホログラムＨｓが記録され
る。よって、これを再生する際、第５図（ｅ）に示され
るように、再生入射光り、が目的ホログラムＨで反射さ
れて目的像を結ぶ光路し。

のみでなく、スプリアスホログラムＨｓで反射される光
路り、が生じて、ゴースト像が結ばれてしまうこととな
る。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、本来のホログラムが有する回折効率−透過効
率・収差などの光学的性能や、その他の機械的性能、化
学的性能などを変えることなく、ホログラフィ再生時の
ゴーストを低減したホログラムを得ることが可能な感光
性基板を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るホログラム用感光性基板は、通常の感光
性基板の感光膜上に、更にフッ化リチウム（ＬｉＦ）な
らびにフッ化ナトリウム（ＮａＦ）のうち少くとも一方
を含む反射防止膜を形成したものである。

〔作　用〕

この発明における反射防止膜は、露光時にゼラチン感光
膜／空気界面における参照光の反射を低減せしめる。従
ってスプリアスホログラムの生成が低減され、ひいては
再生時のゴーストを低減することとなる。

また、この反射防止膜は水溶性であるため、水を主成分
とする現像液に浸漬することによって容易に除去でき、
現像液の浸透を妨げない。したがって、本発明による感
光性基板を用いて得られるホログラムは、再生時ゴース
トが低減できて、しかも本来の性能は損わずに保持され
る。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明に係るホログラム用感光性基板１０の構成
を示す模式断面図であり、１はガラス基板、２Ａはゼラ
チン感光膜（重クロム酸アンモン含浸）、３０は反射防
止膜（７）化リチウム）である。このように構成された
感光性基板１０を用いて露光すると、入射してくる参照
光Ｌｔが感光性基板１０を透過する際、ゼラチン感光膜
２Ａと反射防止膜３０との界面において反射されないか
ら、従来の如き参照光し、の反射光Ｌ７．は生じない。

従ってゼラチン感光膜２Ａには目的ホログラムＨのみが
記録され、スプリアスホログラムＨｓは記録されない。

第２図は、この発明に係る感光性基板１０を用いたホロ
グラム製造工程の一例と、各工程におけるホログラムの
状態とを模式的に示すものであり、ゼラチン塗布工程■
〜乾燥工程■ａまたは最終現像工程■ｂに至る各工程は
、反射防止処理工程■及び反射防止処理膜除去工程Ｖを
除き、第４図の場合と同様である。

次に各工程の内容について具体的に説明する。

第■工程では、３ｍｍｔ光学ガラス基板１（ＢＫ−７）
に、新田ゼラチン社製＃２００ゼラチン２を水溶液から
スピンフート法により塗布した。第■工程では、このゼ
ラチン塗布基板を十分乾燥硬化した後、これを５％重重
クロム酸アンシン水溶液５分間浸漬して感光した。第■
工程である反射防止処理工程では、感光化した基板をさ
らに、−昼夜常温で乾燥した後、１０”−１０−’Ｔｏ
ｒｒ程度の真空中で、感光化ゼラチン膜２Ａの表面にフ
ッ化リチウム（ＬｉＦ）を膜厚が１０００オングストロ
ームになるように真空蒸着した。この反射防止処理した
基板の波長５１４．５　ｕｍ０１光波長）における光透
過率は５３．１％であった。一方、反射防止処理を行な
っていないものは４８．７％であったので、約４％反射
率が低減されたことになる。

第■工程では、このようにして形成した、この発明に係
る感光性基板１０を、波長５１４．５ｎｍの２系列から
なる（すなわち物体光Ｌ１　と参照光り、）レーザ光で
露光し、その結果生じる干渉じまをゼラチン感光膜２Ａ
に通常の方法で記録した。

次にこの露光した感光性基板１０は、反射防止処理膜除
去工程■を経て、現像工程に送られるのであるが、反射
防止処理膜３０の除去は、現像工程のうちの、洗浄エツ
チング工程■ａまたは初期現像工程Ｖｌｂにおいてエツ
チングまたは現像処理と同時に行うことができる。すな
わち反射防止膜除去工程Ｖは、洗浄エツチング工程Ｖｔ
ａまたは初期現像工程■ｂに金色され得るものである。

例えば反射防止膜除去・初期現像工程Ｖ・■ｂでは、・
上記露光済の感光性基板１０を現像液に２分浸漬した。

現像液としては、富士写真フィルム社製写真定着液スー
パーフジフィックスを用いた。

浸漬直後に、軟スポンジを用いて軽くこすり、反射防止
膜３０を除去した。２分間の浸漬中に、重クロム酸アン
モンの黄かつ色が脱色を開始し、反射防止膜３０が除去
できたことを確認した。さらに、これを十分水洗した後
、最終現像工程■ｂにおいてイソプロピルアルコールに
３分間浸漬した。

かくして得られた体積ホログラムの表面には、フッ化リ
チウムからなる反射防止膜３０は全く残留しておらず、
これを用いてホログラフィを再生すると、ゴースト像は
ほとんど出現しなかった。第３図は、この時のホログラ
ムの状態を示すもので、先に述べたように反射防止膜３
０の作用によりゼラチン感光膜２Ａには目的ホログラム
Ｈのみが記録されるので、再生時には目的像を結ぶ光路
Ｕのみとなり、ゴースト像は生じない。しかも、反射防
止膜３０は完全に除去されるから、ホログラムの有する
本来の光学的・機械的・化学的諸性能は変わることがな
い。

なお上記実施例で、反射防止膜３０の膜厚を約１０００
オングストロームとしたのは次の理由による。すなわち
、低屈折率物質を用いた単層反射防止膜の光学的膜厚（
すなわち屈折率と幾何膜厚の積）は、使用波長の１／４
にすればよいのは公知の事実である。この場合、波長が
５１４５オングストローム、フツ化リチウムの屈折率は
１．３６であるから、幾何膜厚＝　５１４５／４／１．
３６＝９５０オングストロームであり、したがって約１
０００オングストロームとしたものである。なおこの発
明の発明者らの実験によれば、フッ化リチウムの形成光
学的膜厚として露光時のレーザ光の使用波長の１」〜１
９の場合に再生時ゴーストのほとんどない最良のホログ
ラムが得られた。ただし、上記範囲に入らない膜厚の場
合にも、ある程度のゴースト低減効果が得られることも
確認された。

なお、上記実施例では反射防止膜３０として、フッ化リ
チウム単体を用いたが、この他に、フッ化ナトリウム単
体、フッ化リチウムとフッ化ナトリウムの複合化合物な
ども用いることができる。

さらに、フッ化リチウムからなる層とフッ化ナトリウム
からなる層とを重ねて反射防止膜として供することもで
きる。

すなわち、反射防止膜として利用できるためには低屈折
率でかつ水に対する溶解度ＡＺ高し）ことカニ望ましい
。ちＬみに利用可能な低屈折率物質の水に対する溶解度
は第１表のとおりである０溶解度が比較的高いアルカル
金属フッ化物のうち、３種のフッ化カリウム（ＫＦ＠ｎ
Ｈ１０及びＫＦ）は潮解性を有するため、成膜直後から
短時間で吸湿して粘性を帯び、皮膜の状態が保たれない
ため用Ｉ／）ることかできなかった。

これに対し、クリオライト（Ｎａ、ＡｔＦ、　）はフッ
化リチウムの１／３程度の溶解度を有するものの、通常
の水系現像液中では除去できなかった。この点では、フ
ッ化カルシウム（ＣａＦ、）、フッ化マグネシウム（Ｍ
ｇＦｔ）も同様であった。したがって、フッ化リチウム
（ＬｉＦ）ならびにフッ化ナトリウム（ＮａＦ　）のう
ち少くとも一つを用いるものである。

第１表　低屈折率物質の溶解度 なお、上記実施例では、感光層２Ａとして重クロム酸ア
ンモン含浸ゼラチンを用いたが、この他°　に利用可能
な感光材料としては、ノ・ロゲン化銀乳剤、フォトレジ
スト、アクリル酸モノマー（メチレンブルー増感）など
の７オトボリマー、ＫＢｒ。

ＮａＣＬ　ｓスピロピラン類などのフォトクロミック材
料、ＬＩＮｂ０３　、ｓｒｏ’７ｓＢａｏｅ５Ｎｂ２ｏ
６　、Ｂ１４Ｔ１３０１２　　Ｚｎ５ｅなどの強誘電体
、〜ＩｎＢ　ｌＸＥｕ０などの強磁性体、カルコゲンガ
ラス、ルミネッセントガラスなどが挙げられる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、ホログラム用感光性
基板を、通常の感光性基板の感光膜上にフッ化リチウム
（ＬｉＦ）　、ならびにフツ化ナトリウム（ＮａＦ）の
うち少なくとも一つからなる反射防止膜を形成した構造
にしたので、レーザ光による露光、さらに水を主成分と
する現像液で現像を行なうという従来のホログラム製造
工程を経た場合にも、得られたホログラムの再生時ゴー
ストを低減できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例によるホログラム用感光
性基板構成を示す模式図、第２図は、この発明の一実施
例によるホログラム製造過程と各工程におけるホログラ
ムの状態とを模式的に示す図、第３因はそのホログラム
の記録状態を示すもので同図（ａ）は露元時、同図（ｂ
）は記録ホログラム、同ｅ（ｃ）は再生時である。第４
図は従来のホログラム製造過程と各工程におけるホログ
ラムの状態と全模式的に示す図、第５図（ａ）、（ｂ）
、（ｃ）は、その時のホログラムの記録状態を示し第３
図に対応する図である。なお、図中、同一符号は、同一
または相当工程および部分を示す。 ■・・・ゼラチン塗布工程、■・・・感光化（重クロム
酸アンモン含浸）工程、■・・・反射防止処理工程、■
・・・露光工程、■・・・反射防止処理工程、ＶＩａ・
・・洗浄エツチング工程、■ａ・・・乾燥工程、■ｂ・
・・初期現像（現像液浸漬）工程、■ｌｂ・・・最終現
像（アルコール浸漬）工程、１・・・ガラス基板、２・
・・ゼラチン、２Ａ・・・ゼラチン（重クロム酸アンモ
ン含浸）感光膜、３０・・・反射防止膜、Ｙ・・・加橋
部、Ｘ・・・井原橋部、し、・・・物体光、Ｌ２・・・
参照光、Ｌ′、参照光の反射光、Ｌ′１　・・・物体光
の反射光、Ｈ・・・目的ホログラム、Ｈ５・・・スプリ
アスホログラム、Ｌ４・・・目的像光、し、・・・ゴー
スト像光。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）感光性基板の感光膜上に、フツ化リチウム（Ｌｉ
   Ｆ）ならびにフツ化ナトリウム（ＮａＦ）のうち少くと
   も一方から成る反射防止膜を形成したことを特徴とする
   ホログラム用感光性基板。
2. （２）上記反射防止膜の光学的膜厚が、露光レーザ光の
   波長の１３／６４〜１９／６４であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のホログラム用感光性基板。