SU1457629A1 - Способ записи стационарных голограмм - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к голографии и может быть использовано дл  регистрации оптической информации и получени  голографических элементов , работающих в видимой и ИК област х спектра. Цель изобретени  - повысить значени .дифракционной эффективности ии чувствительности голограмм г достигаетс  тем, что на тонкопленочный регистрирующий материал , помещенный в область пересечени  когерентных световых пучков, направл ют пучки со стороны подложки, котора  выполнена прозрачной с де фектным промежуточным слоем на границе пленка-подложка, а толщину пленки d выбирают из услови  d 1 /о(, где el - коэффициент поглощени  материала пленки на длине волны записывающих оптических пучков, 1 т. (Л с

Description

1 .. .

Изобретение относитс  к голографии , а именно к способам записи стационарных голограмм с помощью чени  импульсных лазеров, и может ; быть использовано .дл  регистрации оптической информации и получени  голографических элементов (рельефных голографических решеток, линз, светоделителей , корректоров), работающих в видимой и ИК област х спектра.

Цель изобретени  - повышение ди- .. фракционной эффективности и чувствительности к записи.

На чертеже изображена оптическа  схема дл  записи стационарных голограмм .

Схема представл ет собой обычную двухлучевую схему, состо щую из им- Ьо ... .

пульсного лазера 1, светоделител  2, плоских зеркал 3 и регистрирующего материала 4. Регистрирующим материалом служат тонкие пленки, нанесенные , на прозрачные подложки, причем записывающие пучки направл ют на регистрирующий материал со стороны подложки . При таком способе записи достигают максимальных значений дифракционной эффективности голограмм при низких пороговых плотност х записи. Таким образом повьппаетс  чувствитель- .Ность материала к записи голограммы. При воздействии лазерного излучени  на регистрирующую среду со стороны подложки происходит нагрев нижнего сло  пленки, наход щегос  в непосредственной близости от подложки. При

i4

сд ч

о

Is9

СО

том происходит испарение материала ограниченной области между подложой и верхними сло ми пленки, что риводит к резкому росту давлени  в той части пленки, она разрушаетс  удал етс  с подложки. При этом толщина пленки, определ юща  дифракционную эффективность решетки, существенно больше испарившейс  части пленки. В отличие от способа записи тационарных голограмм непосредственно на поверхности пленки в предпага е- мом способе удал ющиес  с подложки продукты распада не экранируют освещённую область и не преп тствуют записи голограммы (не снижают чувствительности к записи). Кроме того,, указанные продукты не оседают на соседние штрихи записанной решетки, что также улучшает ее качество. К повьш1ению чувствительности приводит и нанесение на поверхность подложки, граничащую с пленкой, некоторого количества дефектов, которые  вл ютс  центрами активного испарени  материала пленки. Это могут быть нанесенные механическим способом мелкие царапины, шероховатости подложки, мелкодисперсные вкраплени  инородного материала или искажени  структуры пленки (например, кристаллические дефекты) и т.п. При этом следует, учесть, что толщину пленки выбирают из услови  d, 1/cif, где d - толщина пленки, коэффициент поглощени  материала, пленки на длине волны опт тических пучков. Ограничение толщины св зано с тем, что при .-.d 1/о пленка достаточно прозрачна, прогреваетс  равномерно и нет существенного различи  в плотност х энергий при записи непосредственно на ее поверхности или через подложку. В то же врем  пленки очень малых толщин получать технологически сложнее. Кроме того, малые толщины,естественно, ограничивают дифракционную эффективность голограмм.

Примеры конкретного выполнени  способа.

1) Излучение рубинового лазера с длиной волны 0,69 мкм с модулированной добротностью (длительность им- йульса . не) направл ли на светоделитель , где оно расщепл лось на два пучка примерно одинаковой интенсивности , которые направл ли на регистрирующий материал. Дл  сравнени 

5

0

5

пучки сначала направл ли непосредственно на регистрирующий материал, а затем со стороны подложки, как показано на фиг.1.

В качестве регистрирующего материала использовали пленку СиРс толщиной 1 мкм, площадью 6 см. Пленки СиРс получали методом вакуумного на- пьтени  при давлении 10 Торр. Перед напыпен/1ем поверхности подложки делали шероховатой,

В первом случае голограммы записывались в результате воздействи  излучени  на пленку СиРс. Такое воздействие про вл етс  в локальном изменении толщины пленки в результате испарени  вещества, т.е. в образовании рельефа на ее поверхности. Плотность энергии излучени  в плоскости пленки 6-10- Дж/см . При этом на пленку записываетс  голограмма с дифракционной эффективностью л 1%. При плотности энергии меньше 6 -Ю Дж/ /см голограмма не записываетс . Таким образом, порогова  плотность энергии 6 -10-2 Дж/см представл ет собой чувствительность пленки СиРс.

Во втором случае, когда записывающие голограмму пучки направл ли на пленку СиРс, со стороны подложки, резко повьпиалась дифракционна  эффективность ( т.- 10%) при пороговых плотност х энергии записи - х «10- Дж/см . Таким образом, при одновременном увеличении ц, в 10 раз чувствительность к записи возрастает в двадцать раз.

2) Голограмму записывали таким же способом, как в примере 1. В качестве регистрирующего материала использовали пленку i. Те, полученную методом быстрого испарени  в вакууме, толщиной 2 мкм, площадью 6 см. Плотность энергии излучени  на поверхности пленки составл ла 510-3 Дж/см при дифракционной эффективности 1%. При записи голограммы со стороны подложки плотность энергии -- 0,5 -10-3 Дж/см . При этом дифракционна  эффективность голограммы достигает значений ,10%,

3) Голограмму записывали таким

же способом,как в примерах 1 и 2. В качестве регистрирующего материала использовали пленку GeSe ,oo.xBi,, полученную , методом дискретного терМи- ческого испарени  в закууме, толщиной 1 мкм, плош.адьх) 7 см . Плотность

0

0

45

50

эйергки излучени  на поверхности пленки 1-10 Дж/см ц-52. При записи со стороны подложки - 4 10- Д«/ /см и a-15Z,

Использование предлагаемого способа записи стационарных голограмм обеспечивает достижение максимальной дифракционной эффективности при пороговых значени х плотностей энергии записи, т.е. позвол ет значительно снизить энергозатраты при записи.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ записи стационарных голо- is rpai«i путем помещени  регистрирующего материала, состо щего из тонкой

   пленки на подложке, ав область пересечени  когерентных оптических пучков , отличающийс  тем, что, сIцелью повышени  дифракционной эффективности и чувствительности к записи, пучки направл ют на материал со стороны подложки, выполненной прозрачной и с дефектным промежуточным слоем .на границе пленка-подложка, причем толщину пленки d выбирают из услови 

   d 1 /,

   где et - коэффициент поглощени  материала лпенки на длине волны записывающих оптических пучков .

   Составитель. Е.Дорофеева Редактор Г.Федотов Техред М.Ходанич

   Заказ 3335

   Тираж 383

   ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Корректор М.Пожо

   Подписное