RU2182719C2

RU2182719C2 - Detecting medium to record holograms

Info

Publication number: RU2182719C2
Application number: RU2000102251/28A
Authority: RU
Inventors: Ю.Д. Лантух; Г.А. Кецле; В.А. Бондаренко; С.Н. Летута; С.Н. Пашкевич; Э.К. Алиджанов
Original assignee: Оренбургский государственный университет
Priority date: 2000-01-28
Filing date: 2000-01-28
Publication date: 2002-05-20

Abstract

FIELD: optical information recording. SUBSTANCE: invention can find use for recording of optical information in the form of dynamic and stationary holograms and for formation of optical elements. Detecting medium to record holograms comprises polymer film of polyvinyl alcohol carrying activation substance in which capacity erythrosine is utilized. EFFECT: raised efficiency of recording and expanded capabilities of recording material thanks to provision for recording of both dynamic and stationary holograms by radiation of visible region of spectrum.

Description

Изобретение относится к области голографии, а именно к голографическим регистрирующим средам, и может быть использовано для записи оптической информации в виде динамических и стационарных голограмм, а также для формирования голографических оптических элементов. The invention relates to the field of holography, in particular to holographic recording media, and can be used to record optical information in the form of dynamic and stationary holograms, as well as to form holographic optical elements.

Известна регистрирующая среда для записи оптической информации, в том числе голограмм, состоящая из пленки поливинилового спирта (ПВС), активированного виологеном (дикатион N,N'-двухзамещенного 4,4' (или 2,2')-дипиридилия). Данный материал является наиболее близким аналогом и принят за прототип ("Перспективы и возможности несеребряной фотографии" под.ред.А.Л.Картужанского, Ленинград, Химия, 1988, стр.31). В основе процесса записи лежит реакция фотовосстановления виологена, приводящая к образованию его катион-радикалов, которые проявляются в физическом проявителе с малым содержанием серебра. Оптическое поглощение виологенов находится в УФ-области с максимумом 260 нм, а максимум поглощения продуктов фотохимической реакции лежит в области 600-610 нм. Known recording medium for recording optical information, including holograms, consisting of a film of polyvinyl alcohol (PVA), activated by viologen (dication N, N'-bisubstituted 4.4 '(or 2.2') - dipyridylium). This material is the closest analogue and adopted as a prototype ("Prospects and possibilities of non-silver photography" edited by A.L. Kartuzhansky, Leningrad, Chemistry, 1988, p.31). The recording process is based on the photoreduction reaction of viologen, leading to the formation of its radical cations, which appear in a physical developer with a low silver content. The optical absorption of viologens is in the UV region with a maximum of 260 nm, and the maximum absorption of the products of the photochemical reaction lies in the region of 600-610 nm.

Недостатками указанного материала являются амплитудный тип записи и ограничение области спектральной чувствительности УФ-диапазоном. The disadvantages of this material are the amplitude type of recording and the limitation of the spectral sensitivity region by the UV range.

Техническим результатом изобретения является увеличение эффективности записи (реализация фаовой записи) и расширение возможностей регистрирующего материала за счет обеспечения записи как динамических, так и стационарных голограмм излучением видимой области спектра. The technical result of the invention is to increase the recording efficiency (implementation of fa-recording) and expanding the capabilities of the recording material by providing recording of both dynamic and stationary holograms with radiation from the visible region of the spectrum.

Поставленная задача решается тем, что в известной регистрирующей среде, состоящей из полимерной пленки ПВС, активированной органическим веществом, в качестве красителя использован эритрозин. The problem is solved in that in the known recording medium, consisting of a PVA polymer film activated by an organic substance, erythrosine is used as a dye.

В системе эритрозин - ПВС, используя излучение в области 500-550 нм, можно осуществить эффективную запись рельефно-фазовых голограмм с дифракционной эффективностью (ДЭ) более 10% без дополнительной обработки. Кроме того, на этом материале можно записывать и нестационарные голограммы на метастабильных триплетных состояния молекул красителя. In the erythrosine – PVA system, using radiation in the region of 500–550 nm, it is possible to efficiently record relief phase holograms with a diffraction efficiency (DE) of more than 10% without additional processing. In addition, unsteady holograms on metastable triplet states of dye molecules can also be recorded on this material.

Экспериментальная проверка указанных качеств предлагаемого материала осуществлялась на образцах, полученных методом полива на стеклянную подложку водного раствора ПВС с добавкой красителя эритрозина с последующим высыханием на воздухе. Толщина высохшей пленки равна 1-5 мкм. Источником записывающего излучения служил импульсно-периодический YAG-Nd - лазер с удвоением частоты и длительностью импульсов τ = 15 нс. Запись осуществлялась по обычной двухлучевой схеме с углом схождения пучков 8^o. Оптическая плотность образцов регистрирующей среды на длине волны записи λ = 532 нм составляла 1-1,5. Восстановление элементарных голограмм-решеток осуществлялось гелий-неоновым лазером мощностью 1 мВт. При энергии импульсов записывающего лазерного излучения до 1мДж записываются динамические голограммы с ДЭ=10^-4, а при более высокой плотности энергии происходит запись рельефно-фазовых голограмм с дифракционной эффективностью до 10%, которые могут храниться в течение длительного времени (более 5 лет) без изменения своих свойств.An experimental verification of the indicated qualities of the proposed material was carried out on samples obtained by pouring an aqueous solution of PVA with the addition of erythrosine dye onto a glass substrate, followed by drying in air. The thickness of the dried film is 1-5 microns. The source of the recording radiation was a periodic pulsed YAG-Nd laser with a frequency doubling and pulse duration τ = 15 ns. The recording was carried out according to the usual two-beam scheme with a beam convergence angle of 8 ^o . The optical density of the samples of the recording medium at a recording wavelength of λ = 532 nm was 1-1.5. The restoration of elementary hologram gratings was carried out by a 1 mW helium-neon laser. At pulse energy of the recording laser radiation up to 1 mJ, dynamic holograms with DE = 10 ^{-4 are} recorded, and at a higher energy density, relief phase holograms with a diffraction efficiency of up to 10% are recorded, which can be stored for a long time (more than 5 years) without changes in their properties.

Таким образом, применение заявляемого изобретения в отличие от прототипа позволяет реализовать оптическую запись в виде динамических и стационарных голограмм, что может служить основой для создания модели оптического процессора, обеспечивающего как оперативную, так и архивную запись информации. Вещества, используемые для получения образцов предлагаемой регистрирующей среды, дешевы и доступны, а методика приготовления проста и не требует специального оборудования. Thus, the application of the claimed invention, in contrast to the prototype, allows optical recording in the form of dynamic and stationary holograms, which can serve as the basis for creating a model of an optical processor that provides both operational and archived information recording. The substances used to obtain samples of the proposed recording medium are cheap and affordable, and the preparation procedure is simple and does not require special equipment.

Claims

A recording medium for recording holograms, consisting of a polyvinyl alcohol polymer film containing an activating substance, characterized in that erythrosine is used as the activating substance.