SU915607A1 - Method of recording stationary holograms - Google Patents

Method of recording stationary holograms Download PDF

Info

Publication number
SU915607A1
SU915607A1 SU802951569A SU2951569A SU915607A1 SU 915607 A1 SU915607 A1 SU 915607A1 SU 802951569 A SU802951569 A SU 802951569A SU 2951569 A SU2951569 A SU 2951569A SU 915607 A1 SU915607 A1 SU 915607A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
recording
holograms
spectrum
diffraction efficiency
region
Prior art date
Application number
SU802951569A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
K V Kolezhuk
A V Savchuk
E N Salkova
M S Soskin
G A Fedorus
Original Assignee
Inst Fiz An Ussr
Inst Poluprovodnikov
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 Inst Fiz An Ussr, Inst Poluprovodnikov filed Critical Inst Fiz An Ussr
Priority to SU802951569A priority Critical patent/SU915607A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU915607A1 publication Critical patent/SU915607A1/en

Links

Landscapes

  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Description

Изобретение относится к голографии, а именно к регистрирующим средам для записи стационарных голограмм с помощью излучения неодимового и рубинового лазеров, и может быть использовано для регистрации оптической информации и получения голографических элементов (рельефных голографических решеток, линз, светоделителей, корректоров), работающих в видимой и ближней инфракрасной области спектра.The invention relates to holography, in particular to recording media for recording stationary holograms using radiation of neodymium and ruby lasers, and can be used to record optical information and obtain holographic elements (relief holographic gratings, lenses, beam splitters, proofreaders) working in visible and near infrared spectrum.

Одной из основных задач голографии, решение которой необходимо для успешного осуществления различных технических применений голографии, является задача разработки высокоэффективных регистрирующих сред, имеющих высокие значения основных параметров, а именно чувствительности, дифракционной эффективности и разрешающей способности, а также обладающих не менее важными свойствами такими, как стабильность во времени, короткие времена записи, большое соотношение сигнал/шум, устойчивость к лазерному излучению и др. Немаловажным является и требование технологичности и простоты изготовления регистрирующей среды, что определяет возможность изготовления носителя информации большой площади.One of the main tasks of holography, the solution of which is necessary for the successful implementation of various technical applications of holography, is the task of developing highly efficient recording media with high values of the main parameters, namely sensitivity, diffraction efficiency and resolution, as well as having not less important properties such as stability in time, short recording times, a large signal-to-noise ratio, resistance to laser radiation, etc. Required for manufacturability and ease of manufacture of the recording medium, which determines the possibility of manufacturing a large area of information carrier.

Особо актуальными является создание регистрирующих сред для ИК области спектра, максимально удовлетворяющих указанным выше требованиям, поскольку в ИК области спектра отсутствуют эффективные среды.Of particular relevance is the creation of recording media for the infrared region of the spectrum that most satisfy the above requirements, since there are no effective media in the infrared region of the spectrum.

В настоящее время известен ряд регистрирующих сред, чувствительных в ИК области спектра. К ним относятся металлические пленки, полупроводниковые материалы, органические полупроводники, термопластики. Currently, a number of recording media that are sensitive in the IR region of the spectrum are known. These include metal films, semiconductor materials, organic semiconductors, thermoplastics.

Одними из лучших по основным параметрам сред являются металлические пленки висмута [1] .имеющие достаточно высокую чувствительность порядка 10“2дж/см2 в широкой области спектра, в том числе и в ИК области.One of the best in terms of the main parameters of the media are bismuth metal films [1]. They have a sufficiently high sensitivity of the order of 10 “ 2 J / cm 2 in a wide spectral range, including in the IR region.

К основному недостатку пленок висмута следует отнести окисление слоев в атмосфере, что приводит к изменению их физических свойств.The main disadvantage of bismuth films is the oxidation of layers in the atmosphere, which leads to a change in their physical properties.

Органические полупроводники (диметил-тиадиазол и метилроданид) Г2}ДЗ ]Organic semiconductors (dimethyl-thiadiazole and methylrodanide) G2} DZ]

ИК области спектра, высокой разрешающей способностью ( ^ 2000 лин/мм в видимой.области спектра иInfrared spectrum, high resolution (^ 2000 lin / mm in the visible. Spectrum and

1000 лин/мм в ближней ИК области спектра), относительно высокой дифракционной эффективностью ^5%. Решетки записанные на аморфных пленках диметил-тиадиазола и метилроДанида не требуют последующей обработки, имеют хорошие значения соотношения сигнал/шум (100). Однако технология изготовления пленок органического полупроводника диметилтиадиазола достаточно сложна. Технология синтеза органического полупроводника метилроданида существенно проще и налажена в промышленных масштабах (он в больших количествах используется при изготовлении инсектицидов и гербицидов), но при изготовлении носителей для записи информации путем осаждения мономера метилроданида на подложку качество поверхности пленок не всегда высокое, что существенно ограничивает достижение высоких параметров голографической записи.1000 lin / mm in the near infrared region of the spectrum), a relatively high diffraction efficiency of ^ 5%. The gratings recorded on amorphous dimethyl-thiadiazole and methyl danide films do not require further processing; they have good signal-to-noise ratio (100). However, the technology of manufacturing films of organic semiconductor dimethylthiadiazole is quite complicated. The synthesis technology of organic semiconductor methylrodanide is much simpler and established on an industrial scale (it is used in large quantities in the manufacture of insecticides and herbicides), but in the manufacture of media for recording information by precipitating the monomer of methylrodanide on a substrate, the film surface quality is not always high, which significantly limits the achievement of high holographic recording parameters.

Термопластические материалы (например поливинилкарбаэол) имеют хорошие параметры для записи в видимой области спектра. При сенсибилизации термопластиков флюореновыми красителями возможна запись информации и в ИК области спектра £4]. Полученные рельефные голограммы имеют относительно высокие параметры: чувствительность ~10_2дж/см2, разрешающую способность 500 лин/мм, дифракционную эффективность 0,1-2%.Thermoplastic materials (for example, polyvinylcarbaeol) have good parameters for recording in the visible region of the spectrum. When thermoplastics are sensitized with fluorene dyes, information can also be recorded in the IR spectral range £ 4]. The resulting embossed holograms have relatively high parameters: sensitivity ~ 10 _2 J / cm 2 , resolution of 500 lin / mm, diffraction efficiency of 0.1–2%.

К недостаткам термопластических материалов относятся необходимость нанесения электрического заряда и дополнительного процесса проявления голографической записи, что является препятствием для быстрого считывания информации.The disadvantages of thermoplastic materials include the need to apply electric charge and an additional process of developing a holographic recording, which is an obstacle to quickly reading information.

Регистрация голограмм осуществлена также на пленках диацетатцеллюлоэы и триацетатцеллюлозы в ИК области на длине волны излучения λ = 10,6 мкм. Однако при высокой дифракционной эффективности ^20%, чувствительность этих материалов низкая и составляет 5 дж/см2С5].Holograms were also recorded on diacetate-cellulose and cellulose acetate films in the IR region at the radiation wavelength λ = 10.6 μm. However, with a high diffraction efficiency of ^ 20%, the sensitivity of these materials is low and amounts to 5 J / cm 2 C5].

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату является способ записи стационарных голограмм [б] путем помещения регистрирующего полупроводникового материала в области пересечения световых пучков,, образующих интерференционную картину.The closest solution to the technical essence and the achieved result is the method of recording stationary holograms [b] by placing the recording semiconductor material in the area of intersection of the light beams that form the interference pattern.

Используемый здесь полупроводниковый материал типа ОеАзТе используется для записи голограмм в спектральной области 0,8 мкм. Их чувствительность л/ 1СГ2дж/см2. Данные о голографической записи излучением более длинных волн не имеются.Used here semiconductor material of the type OeAzTe is used to record holograms in the spectral region of 0.8 microns. Their sensitivity is l / 1SG 2 j / cm 2 . Data on holographic recording by radiation of longer waves are not available.

Целью изобретения является повышение чувствительности к записи ИК голограмм при обеспечении высоких значений дифракционной эффективности и разрешающей способности.The aim of the invention is to increase the sensitivity to recording IR holograms while ensuring high values of diffraction efficiency and resolution.

Для достижения цели в способе записи стационарных голограмм путем помещения регистрирующего полупро915607To achieve the goal in the method of recording stationary holograms by placing the recording semi-pro 915607

4four

33

водникового материала в области пересечения когерентных световых пучков, образующих интерференционную картину, в качестве регистрирующего полупроводникового материала используют пленку сакНе1_хТе, где х - мо- 5 лярное содержание СйТе в НеТе, при этом запись осуществляют пучками с плотностью энергии в интервале От 5 · 10'·’дж/см 2 до 0,5 дж/см .Vodnikova material in the region of intersection of coherent light beams forming an interference pattern as a recording material using a semiconductor film for ca 1 Not _hTe where x - 5 lar MO content in CdTe HETE, while recording is performed beams with an energy density in the range from 5 · 10 '·' J / cm 2 to 0.5 J / cm.

На фиг. 1 приведены зависимости -10 дифракционной эффективности от пространственной частоты для разных волн; на фиг. 2 - зависимости дифракционной эффективности от экспозиции для различных пространственных частот; ,5 на фиг. 3 - шумовые характеристики предлагаемого материала для различных пространственных частот.FIG. 1 shows the dependences of -10 diffraction efficiency on the spatial frequency for different waves; in fig. 2 - the dependence of the diffraction efficiency on the exposure for different spatial frequencies; , 5 in FIG. 3 - noise characteristics of the proposed material for different spatial frequencies.

Материал сахНе4_хТе представляет собой твердый раствор замещения полупроводниковых соединений СйТе - НеТё, где х указывает на молярное содержание СйТе. Он кристаллизуется в кубическую решетку типа цинковой обманки, ширина запрещенной зоны его -5 с увеличением содержания сате в НеТе линейно изменяется от -0,3 эв для ΗβΤε до +1,6 эв для сате.The material Sa x He 4 _ x Te is a solid solution for the replacement of the semiconductor compounds SyTe - NeTe, where x indicates the molar content of SyTe. It crystallizes into a cubic lattice of zinc blende type, its band gap is -5 with an increase in the content of sat in HeTe linearly changes from -0.3 eV for ΗβΤε to +1.6 eV for sat.

Пленки сахНе1.хТе были получены методом быстрого испарения в вакууме с поверхности ранее синтезированно- 30 го объемного поликристаллического материала.Sa x Not 1 films. x Te were obtained by the method of rapid evaporation in vacuum from the surface of a previously synthesized 30 bulk polycrystalline material.

Так как парциальные давления паров составляющих компонент твердого раствора сахНе+.хТе сильно различают- 35 ся, то для поддержания постоянства молярного состава пара в процессе испарения источника необходимо подобрать такую температуру испарения и объем испаряемого материала, что- 4θ бы испарение с поверхности источника превышало диффузию ртути и теллура (наиболее летучих компонент) из объема этого же источника. Это должно быть достаточно быстрое послойное испарение с поверхности источника.Since the partial vapor pressures constitute the components of the solid solution of sa x He + . x Those are very different; in order to maintain the constancy of the molar composition of the vapor in the process of source evaporation, it is necessary to choose an evaporation temperature and volume of evaporated material that 4θ would evaporate from the surface of the source to exceed the diffusion of mercury and tellurium (the most volatile component) same source. This should be a fairly rapid layer-by-layer evaporation from the source surface.

Испарялись поликристаллические куски са^Нв+.хТе весом около 600 мг при изменяющейся в процессе испарения температуре испарения в преде- 50 лах 500-700°С. При температуре подложек 100-110°С осаждались однородные с зеркальной поверхностью пленки со скоростью 200-300 А/с. Для получения пленок большой площади в 55 качестве подложек использовались стеклянные пластинки, обезжиренные и обезгаженные в вакууме-2· 10мм рт.ст. при температуре ^300°С непосредственно перед нанесением пленок. Тол- 60Polycrystalline pieces of Ca ^ Hb + .TTe weighing about 600 mg were evaporated with the evaporating temperature changing in the course of evaporation in the range of 50-700 ° C. At a substrate temperature of 100–110 ° C, films uniform with a mirror surface were deposited at a speed of 200–300 A / s. To obtain large-area films in 55, glass plates, degreased and degassing in vacuum-2 · 10 mm Hg, were used as substrates. at a temperature of ^ 300 ° C immediately before film application. Tol- 60

щина пленок задавалась временем осаждения и варьировалась в пределах 0,1-7,0 мкм. Площадь полученных пленок достигала 1200 мм2.The film thickness was determined by the deposition time and varied in the range of 0.1–7.0 μm. The area of the obtained films reached 1200 mm 2 .

Запись голографических решеток производилась излучением частотного лазера (ЛТИ-ПЧ-7) на алюмоиттриевом гранате с неодимом (А = 1,06 мкм), работающего как в режиме одиночных импульсов длительностью 10 нс и мощностью 1 Мвт, так и в режиме свободной генерации излучением пикосекундного неодимового лазера ( Л =The holographic gratings were recorded by the radiation of a frequency laser (LTH-PCh-7) on an yttrium aluminum garnet with neodymium (A = 1.06 μm) operating in the single-pulse mode with a duration of 10 ns and a power of 1 MW, as well as in the free-oscillation mode by picosecond radiation neodymium laser (L =

= 1,06 мкм) длительностью 5 нс, а также излучением рубинового лазера (λ = 0,69 мкм), работающего в режиме свободной генерации (длительностью импульса 300 мс).= 1.06 μm) with a duration of 5 ns, as well as radiation from a ruby laser (λ = 0.69 μm) operating in the free-running mode (with a pulse duration of 300 ms).

Из зависимостей (см. фиг. 1 и 2, видно, что максимальные значения параметров для записанных решеток составляют: дифракционная эффективность 20-.25% (при восстановлении излучения гелийнеонового лазера), разрешающая способность порядка 1000 лин/мм в ИК области и более 2000 мин/мм - в видимой области, чувствительность (0,5-1)· Ю"5дж/см2. Голографические решетки записывались за времена 10 нс, 5 пс и не требовали последующей обработки. Свойства пленок и записанных на них решеток не изменялись в течение года. Величина соотношения сигнал/шум достигала значения 100, (фиг. 3).From the dependencies (see Figs. 1 and 2), it can be seen that the maximum values of the parameters for the recorded gratings are: the diffraction efficiency of 20-.25% (when the radiation of the helium laser is restored), the resolution is of the order of 1000 lines / mm in the IR region and more than 2000 min / mm - in the visible region, sensitivity (0.5-1) xlO "5 J / cm 2 holographic grating recorded in a time of 10 ns, 5 ps and required no subsequent processing and properties of films recorded in these lattices were not changed.. during the year.The ratio of signal / noise ratio reached 100, (FIG. 3).

Из зависимости дифракционной эффективности от плотности энергии записывающих пучков (см. фиг. 2) следует, что запись стационарных голограмм (обусловленная возникновением нарушений поверхностного слоя регистрирующего материала осуществля ется начиная с доз 0,5-10-^дж/см2, т.е. чувствительность к записи повышена на порядок, причем высокая дифракционная эффективность обеспечивается начиная со значения не.менее 5% при плотностях энергии записывающих пучков 5 -10“^дж/см2, при плотностях же 0,5 дж/см2 начинается деградация параметров решеток.From the dependence of the diffraction efficiency on the energy density of the recording beams (see Fig. 2), it follows that the recording of stationary holograms (due to the occurrence of violations of the surface layer of the recording material is carried out starting with doses of 0.5-10 - ^ J / cm 2 , i.e. The recording sensitivity is increased by an order of magnitude, and high diffraction efficiency is provided starting with a value of not less than 5% at energy densities of recording beams of 5 -10 “^ j / cm 2 , and at densities of 0.5 J / cm 2 , the lattice parameters begin to degrade .

Описанный способ позволяет повысить чувствительность в ИК области спектра, по дифракционной эффективности в ИК области спектра и в видимой области спектра не уступает известным аналогам.The described method allows to increase the sensitivity in the IR region of the spectrum, according to the diffraction efficiency in the IR region of the spectrum and in the visible region of the spectrum is not inferior to the known analogues.

В используемом материале имеет место непосредственная фиксация изображения, не требующая дополнительной обработки, короткие времена записи, позволяющие быстро считывать информацию.In the material used, there is a direct fixation of the image that does not require additional processing, short recording times that allow you to quickly read information.

915607915607

00

915607915607

Claims (2)

СПОСОБ ЗАПИСИ СТАЦИОНАРНЫХ ί ГОЛОГРАММ путем помещения регистрирующего полупроводникового материала в область пересечения когерентных световых пучков, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности к записи в ИК области спектра при обеспечении высоких значений дифракционной эффективности и разрешающей способности, в качестве регистрирующего материала используют пленку'СάχΗβ^,χΤβ,METHOD OF RECORDING STATIONARY ί HOLOGRAMS by placing a recording semiconductor material in the intersection of coherent light beams, characterized in that, to ensure high sensitivity to recording in the infrared region of the spectrum while ensuring high values of diffraction efficiency and resolution, use a film 'СάχΗβ ^, χΤβ, где X - молярное содержаниеСйТе в Н§Те, при этом запись осуществля- . ют пучками плотностью гэнёргии в интервале от 5-10’3дж/смг до 0,5 дж/см . :в where X is the molar content of Cyte in HgTe, while the recording is carried out -. They are bunched with a density g of energy in the range from 5-10 ' 3 J / cm g to 0.5 J / cm. : in «" 1one 915607915607 22
SU802951569A 1980-07-04 1980-07-04 Method of recording stationary holograms SU915607A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802951569A SU915607A1 (en) 1980-07-04 1980-07-04 Method of recording stationary holograms

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802951569A SU915607A1 (en) 1980-07-04 1980-07-04 Method of recording stationary holograms

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU915607A1 true SU915607A1 (en) 1983-06-07

Family

ID=20906415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802951569A SU915607A1 (en) 1980-07-04 1980-07-04 Method of recording stationary holograms

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU915607A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sheridon Production of blazed holograms
Popescu Disordered chalcogenide optoelectronic materials: phenomena and applications
JP4124396B2 (en) Hologram manufacturing method and apparatus
US7542186B2 (en) 3-D holographic recording method and 3-D holographic recording system
EP0824230A2 (en) Holographic process and media therefor
JP2003241626A (en) Method of manufacturing hologram by picosecond laser
Hajto et al. Interference grating fabrication in spin-coated As2S3 films
US3869301A (en) Holographic recording material for infrared radiation
Dyer et al. Dynamics of laser‐induced periodic surface structures in excimer laser ablation of polymers
SU915607A1 (en) Method of recording stationary holograms
US20030064293A1 (en) Holographic recording medium
Tubbs High Resolution Image Recording on Photosensitive Halide Layers
Chomat et al. Relief holograms in thin films of amorphous As2Se3 under high laser exposures
JPH11505948A (en) Optical mass storage device having photosensitive layer for data recording
US20030049543A1 (en) Holographic recording medium
US4028104A (en) Infrared hologram recording method
RU2120653C1 (en) Process of generation of hologram on silicon
RU2029331C1 (en) Method of making holograms
Shankoff et al. Efficient, high resolution, phase diffraction gratings
GB2198546A (en) Method of optically recording and reading information
SU699931A1 (en) Material for recording infrared hologams
Salkova New nonsilver media for optical recording
Kostyshin et al. Hologram recording in semiconductor-metal light-sensitive systems
Ross et al. Reflected magneto-optic spatial light modulator advanced development for miniature ruggedized optical correlators
Colburn et al. Holographic recording in thermoplastic at 1.15 μm