Оптическая галография - Кольер Р.
Скачать (прямая ссылка):
Достаточно хорошим фотопроводником, легко наносимым тонким слоем на стекло, является полимерное соединение поли-N-винилкарбазол (ПВК), к которому добавляется малое количество донорного вещества 2,4,7-тринитро-9-фторена (ТНФ) г) и сенсибилизатора к красной зоне спектра — красителя бриллиантовый зеленый. В качестве растворителя берут смесь из равных объемов дихлорметана и пара-диоксана. Составляется следующий раствор:
Погружая в этот раствор стеклянную пластинку и вытаскивая ее со скоростью 7,5 см/мин, можно получить покрытие толщиной около 2,5 мкм.
*) Это вещество, возможно, обладает канцерогенными свойствами, поэтому при его использовании следует избегать вдыхания паров или порошка.
22*
ПВК ТНФ
Краситель Растворитель
20 г
2 г
0,2 г 300 мл
340
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ЗАПИСИ ГОЛОГРАММ
ГЛ. 10.
Из термопластиков наиболее подходит натуральная древесная смола, растворяемая в чистом керосине в соотношении 75 г смолы на 300 мл растворителя. Для получения слоя толщиной 1 мкм скорость вытаскивания пластинки с предварительно нанесенным и высушенным фотопроводящим слоем должна составлять 5 см/мин. Затем материал подвергается нагреву до 60° С в течение 1 ч.
3. Экспонирование, проявление и стирание голограммы
После заземления проводящего прозрачного покрытия пленка в темноте заряжается с помощью коронного разряда, как было описано выше. Поскольку полупроводниково-термопластические пленки используются для получения тонких фазовых голограмм, как опорный, так и предметный пучки обычно освещают материал с одной и той же стороны (любой). Может быть использован любой лазер, дающий излучение в видимой области спектра; оптимальная средняя экспозиция равна 100 мкДж/см2 при 6328 A. После экспонирования и второй зарядки материал может дальше обрабатываться на свету. Тепловое проявление производят различными методами, например нагреванием потоком горячего воздуха, радиационным нагревом с помощью электронагревателя или путем пропускания тока через прозрачный проводящий слой (см. гл. 16, § 5). Последний способ наиболее удобен, если общая площадь голограммы не превышает 100 см2. Он позволяет поднять температуру слоя до нужного значения очень быстро, за доли секунды. Если длительность прохождения тока увеличить вдвое, то происходит стирание голограммы.
4. Предельное разрешение, гистерезис и возможность повторной записи
Как указывалось выше, с помощью фотополупроводниково-термопластической пленки может быть зарегистрирована лишь ограниченная полоса пространственных частот. При пространственных частотах, близких к нулю или нескольким тысячам мм"1, деформации поверхности и возникновения поверхностного рельефа не наблюдается. В зависимости от толщины пленки и в меньшей степени от величины электростатического поля между поверхностями слоя перед проявлением пиковое значение полосы передаваемых пространственных частот может изменяться от десятков мм"1 до значения, превышающего 1000 мм-1; ширина полосы частот обычно составляет 50% от пиковой частоты. На фиг. 10.18 показана типичная кривая зависимости квадратного корня из величины дифракционной эффективности от пространственной частоты интерфе-
§ 10. ФОТОПОЛУПРОВОДНИКОВО-ТЕРМОПЛАСТИЧЕСКИЕ СЛОИ 34J
ренционной картины. Можно считать, что эта кривая соответствует когерентной передаточной функции голограммы, зарегистрированной на данном материале. С уменьшением толщины пленки пиковая пространственная частота возрастает. Однако для 1000 мм"1 толщина слоя составляет всего 1 мкм. Изготовить такую пленку
ФИГ. 10.18.
Кривая, характеризующая передачу пространственных частот термопластической голограммой в ограниченной полосе.
Голограмма образована плоскими волнами, распространяющимися под равными углами относительно нормали к поверхности голограммы; т] — дифракционная эффективность, 8 — угол между пучками; v — пространственная частота системы полос.
равномерной толщины очень трудно; кроме того, на нее сильно влияют пыль и загрязнения поверхности подложки.
Как будет показано в гл. 16, фотополупроводниково-термо-пластические пленки, допускающие стирание записи и повторное использование, могут найти применение для создания устройства оптической памяти с многократной записью и немедленным считыванием. В применениях такого рода следует остерегаться явления гистерезиса (памяти), т. е. возможности наложения изображений с ранее записанных голограмм, которые мы считали полностью стертыми, на изображение, восстановленное с последней голограммы. Гистерезис может быть сильным, если нагрев при стирании недостаточен. Однако при омическом нагреве его степень легко контро-
342
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ЗАПИСИ ГОЛОГРАММ
гл. 10.
лируется, и гистерезис не представляет сложной проблемы. Об этом свидетельствует фиг. 10.19, где приведены изображения, восстановленные голограммой после 5, 105 и 106 циклов «запись — стирание». Недостаточная экспозиция или нагревание при прояв-
ФИГ. 10.19. Фотоснимки изображений, восстанов-
ленных термопластической голограммой после: 5 (а), 105 (б) и 106 (в) циклов «запись — стирание».
лении могут привести к появлению «изморози» на голограмме и соответственно к повышению шума в восстановленном изображении. G другой стороны, перегрев слоя может вызвать его порчу и ограничить возможность повторного использования.
