RU1807444C - Устройство дл регистрации оптических голограмм на термопластических носител х - Google Patents

Abstract

Устройство дл  регистрации голограмм на фототермопластических носител х относитс  к области голографии. Сущность: дл  предотвращени  перегрева пленки при работе в циклическом автоматическом режиме в устройство регистрации голограмм ввод т цепь обратной св зи по средней температуре пленки. При превышении температуры пленки некоторого характерного дл  нее значени , соответствующего началу спада потенциала при зар дке, циклическа  работа устройства прерываетс . Пленка остывает до заданной температуры и устройство может возобновить свою работу. 1 ил. у Ё

Description

Изобретение относитс  к области голографии , в частности, к устройствам дл  регистрации голограмм на пленках термопластических фотопроводников (ТФ), которые могут работать в циклическом автоматическом режиме.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности работы устройства за счет предотвращени  перегрева пленок ТФ при работе устройства в циклическом автоматическом режиме регистрации голограмм.

На фигуре представлена блок-схема устройства . Она содержит пленку 1 полимерного фотопроводника, нанесенную на стекл нную подложку 2 с токопровод щим подслоем 3, источник 4 когерентного элект- . ромагнитного излучени  - He-Ne лазер, оптическую схему 5 формировани  голограмм, электромеханический затвор 6, блок 7 высокого напр жени  с коронирующим электродом 8, электронное реле 9 времени зар дки пленки ТФ, электронное реле 10 времени экспонировани , электронное реле 11 времени про влени  скрытого изображений голограммы , электронное реле 12 времени считывани  голограммы, электронное реле 13 времени стирани  голограммы; блок 14 формировани  управл ющих сигналов по значению дифракционной эффективности (ц) с фотоприемником 15, ключевой коммутатор 16, электронное реле 17 времени охлаждени , датчик 18 температуры, интегратор 19, компаратор 20, ключевую схему 21, гнездо Запуск внешнего автоматического запуска и кнопку Пуск внутреннего ручного запуска.

Блок I получени  скрытого изображени  включает в себ  источник 4 когерентного электромагнитного излучени , оптическую схему 5 формировани  голограммы, элект00

о

g

4

ромеханический затвор б, блок 7 высокого напр жени  с коронирующим электродом 8, электронные реле 9 и,10. Блок И управлени  нагревом включает электронные реле 11,12, 13, 17, ключевой коммутатор 16, блок 14 формировани  управл ющих сигналов по значению дифракционной эффективности. Блок 111 обратной св зи по средней температуре пленки ТФ включает в себ  интегратор 19, компаратор 20 и ключевую схему 2.1, соединенные последовательно. Выход компаратора 20 соединен с управл ющим входом ключевой схемы 21, сигнальный вход ключевой схемы соединен с выходом блока 11 нагрева - реле 17, а выход ключевой схемы - со входом блока 1 получени  скрытого изображени  - реле 9.

Работа устройства осуществл етс  следующим образом. При включении устройства все электронные реле времени устанавлива- ютс  в исходное состо ние - логический О на выход, ключевой коммутатор 16 закрыт, ключева  схема 21 находитс  в замкнутом состо нии, поскольку пленка ТФ не нагрета и сигнал на выходе интегратора 20 недостато- чен дл  срабатывани  компаратора 20.

Процесс регистрации начинаетс  с внешнего запуска электронного реле 9 времени зар дки, которое задает врем  работы блока 7 высокого напр жени  с коронирую- щим электродом 8, а также врем  работы электромеханического затвора 6, перекрывающего луч света на врем  зар дки поверхности пленки ТФ. По заднему фронту импульса зар дки запускаетс  реле 10 вре- мени экспонировани , в течение времени работы которого происходит регистраци  голограммы с помощью квантового генератора 4 и оптической схемы 5 формировани 

голограммы.

При экспонировании формируетс  скрытое электростатическое изображение. После окончани  работы реле 10 запускаетс  реле 11 времени про влени  и через блок 14 открывает ключевой коммутатор 16. При этом происходит нагрев провод щего подсло  пленки ТФ, скрытое изображение преобразуетс  в геометрический рельеф поверхности. Ограничение нагрева осуществл етс  по достижении заданной г ело- мощью блока 14.

Закрепление рельефа поверхности происходит при охлаждении термопластического сло  в основном за счет теплоотвода в подложку. После про влени  информаци  может быть считана и обработана в соответствии с требовани ми пользовател . Длительность считывани  задаетс  с помощью реле 12. При работе устройства в циклическом режиме, т.е. при конечном времени

5

0 5

0 5

0

5 0

5

считывани , после окончани  работы реле 12 запускаетс  реле 13 времени стирани . При этом происходит стирание записи по заданной г) путем повторного нагрева термопластического сло . После этого происходит охлаждение термопластического сло  в основном за счет теплоотвода в подложку, длительность охлаждени  определ етс  временем срабатывани  реле .17. При работе в циклическом режиме, т.е. при конечном времени охлаждени , после окончани  работы реле 17 через открытую ключевую схему 21 вновь запускаетс , реле 9 времени зар дки и весь цйкл записи повтор етс .

При практически используемых режимах циклической записи посто нна  времени цикла т .10 с. Термопластический слой за врем  охлаждени  не успевает остывать до исходной температуры из-за ограниченной скорости отвода тепла из сло  в окружающее пространство. Поэтому с течением времени средн   температура сло  непрерывно возрастает. При температуре выше некоторой, характерной дл  данного типа термопластической среды, резко возрастают величина накопленного в объеме сло  зар да и ток утечки через него, образуютс  локальные пробои поверхности. Все это приводит к уменьшению сил скрытого изображени . Последнее ведет к увеличению температурь про влени , т.к. при уменьшении силы деформаци  происходит медленнее. Это ускор ет перегрев сло , в результате чего он на прот жении нескольких таких циклов записи может выйти из стро . В то же врем , если при нагреве до такой критической температуры дать возможность слою остыть, после этого возможно проёедение многих сотен и тыс ч циклов. В предлагаемом устройстве описанна  операци  осуществл етс  следующим образом. Температура термопластического сло  измер етс  с помощью датчика 18 - радиационный термоэлемент или контактный датчик. Сигнал с его выхода поступает на интегратор 19, имеющий посто нную времени пбр дка единиц секунд, что позвол ет полностью исключить вли ние импульсного нагрева на величину средней температуры подложки. С выхода интегратора сигнал, пропорциональный средней температуре подложки , поступает на один из входов компаратора 20. На другой вход подаетс  сигнал , соответствующий заданной температуре . При повышении температуры подложки до заданного значени  срабатывает компаратор 20 и сигнал с его выхода запирает ключевую схему 21, обрыва  дальнейшую

циклическую работу устройства. Термопластический слой и подложка начинают остывать за счет теплоотвода в окружающую среду. При понижении температуры подложки до заданной компаратор возвращаетс  в исходное положение. При этом ключева  .схема 21 отпираетс , устройство вновь начинает циклическую регистрацию информации при автоматическом или ручном запуске реле 9 времени зар дки. Гистерезис срабатывани  компаратора может регулироватьс  в зависимости от геометрии подложки, т.е посто нной времени охлаждени  и типа используемых пленок ТФ. При временном прекращении работы устройства возможна регистраци  информации на других, установленных параллельно, пленках ТФ. Определенного продлени  работоспособности слоев можно добитьс  путем увеличени  длительности охлаждени , однако это приводит к резкому снижению частоты циклической записи, что нарушает заданный пользователем режим работы устройства . . .

Пример конкретного исполнени . В качестве термопластического фотопроводника используют полиэпоксипропилкарбазол, енсибилизированный 4 масс. % динитрофлу- рендицианометилена. Пленка указанного остава толщиной 1 мкм нанесена на стекл нную подложку толщиной 2,5 мм, покрытую прозрачным слоем Sn02. Проводитс  циклиеска  регистраци  голограммы Френел  иффузного транспаранта. Длительность зар дки 0,1 с, экспонировани  - 0,05 с, начального про влени  - 5 мс, считывани  - 0,1 с, начального стирани  - 8 мс, охлаждени  - 0,3 , частота циклической регистрации 2 Гц, температура окружающей среды 20°С. Спуст  120 циклов запись - стирание температура подложки повышаетс  до 60°С. При превы-, шении этой температуры резко возрастает электропроводность сло  и развиваютс  локальные дефекты сло , поскольку пленка ТФ начинает переходить в в зко-текучее состо ние . При этом температуре, измеренной с помощью полупроводникового термистора или контактной термопары с точностью ± 0,5°С, сигнал на выходе интегратора достигает порога срабатывани  компаратора ,6 В, последний срабатывает, на го выходе по вл етс  логическа  1 , ключева  схема запираетс , брыва  цепь запуска реле времени зар дки. Циклическа  регистраци  прекращаетс . Слой остывает в течение 3 мин при естественном охлаждении и около 1 мин при принудительном. При снижении температуры до сигнал на выходе интегратора падает до 0,35 В, компаратор возвращаетс  в исходное состо ние и ключева  схема отпираетс , разреша  циклическую работу устройства. При необходимости продолжить циклическую регистрацию инфор- мации на данной пленке устройство запускаетс  путем внешнего автоматического (гнездо Запуск) или внутреннего ручного запуска (кнопка Пуск). Вновь повтор етс  сери  циклов регистрации,

0 температура сло  при этом повышаетс  до 60°С устройство прекращает циклическую регистрацию описанным выше образом. Слой охлаждаетс , после чего оп ть может быть проведена сери  циклов запись-сти5 рание. Общее число циклов при такой работе превышает 3000. В устройстве . предусмотрено регулирование порогов срабатывани  и возвращени  компаратора в исходное состо ние, что необходимо при

0 изменении состава ТФ, геометрии сло  и частоты регистрации.

Предлагаемое устройство обеспечивает оптимальные услови  зар дки и формировани  скрытого изображени  на пленках ТФ,

5 значительно снижает порчу поверхности сло , что способствует повышению срока . службы слоев и повышает отношение сигнал/шум . Кроме того, за счет исключени  перегрева сло  ускор етс  фиксирование

0 про вленного изображени , что способствует снижению эффекта запаздывани  и повышает достоверность реконструкции исходного волнового фронта. Все это улучшает качество получаемых записей.

Claims (1)

1. 5 Формула изобретени 

   Устройство дл  регистрации оптических- голограмм на термопластических носител х , состо щих из пленки термопластических фотопроводников, нанесенных на

   0 стекл нную подложку с провод щим покрытием/содержащее блок-получени  скрытого изображени , включающий оптическую схему формировани  интерференционной картины , блок управлени  нагревом, датчик

   5 температуры и фотоприемник, установленный в плоскости восстановлени  изображени ,- выход фотоприемника подключён к блоку формировани  управл ющих сигналов по значению дифракционной эффективности,

   0 при этом один из выходов блока управлени  нагревом св зан с входом блока формировани  управл ющих сигналов по значению дифракционной эффективности, выход которого соединен с входом ключевого коммутатора,

   5 выход последнего подключен к провод щему покрытию термопластического носител , о т- л и ч а ю щ е е с   тем-, что, с целью повышени  надежности устройства, в него введены интегратор , компаратор и ключева  схема, со- единенные последовательно, вход

   интегратора соединен с выходом датчика температуры, второй вход ключевой схемы соединен с выходом блока управлени  нагревом , а выход - с входом блока получени  скрытого изображени .