Оптическая галография - Кольер Р.
Скачать (прямая ссылка):
Светочувствительность фотографических слоев и фотополупроводниковых термопластических слоев достаточно велика, так что значения экспозиции, необходимые для получения голограмм, лежат гораздо ниже предельного значения 15 мДж/см2, чего нельзя сказать о большинстве других материалов. Кроме того, большинство других материалов обладает чувствительностью только в синей и зеленой областях спектра.
§ 3. Разрешающая способность регистрирующего материала
Разрешающая способность светочувствительного материала,, используемого для регистрации голограммы, должна быть достаточна для раздельной передачи интерференционных полос. Для оценки требований к разрешающей способности регистрирующего
304
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ЗАПИСИ ГОЛОГРАММ
гл. 10.
материала рассмотрим образование элементарной пропускающей голограммы (фиг. 9.1). Две плоские волны образуют интерференционную картину, характеризующуюся плоскостями пучностей. Углы между направлениями распространения волн и нормалью к голограмме равны соответственно Qs и QH в воздухе и i|)S и i|)R в регистрирующем материале.
В плоской голограмме регистрируются следы пересечения системы интерференционных плоскостей с плоскостью голограммы. Согласно выражению (9.4), расстояние между этими следами равно
^__k___'hi_
у~~ 8Іпг[?в--8Іпг|?д sin Qs- sin QR
н частота полос vy = ildy. В объемной голограмме регистрируются •сами плоскости пучностей и нужно рассматривать расстояние d между соседними плоскостями по нормали к их поверхности. Согласно (9.9),
d = dy cos ф,
где ф — угол между плоскостями пучностей и нормалью к поверхности голограммы. Эти плоскости делят пополам угол между направлениями распространения волн в регистрирующей среде. Можно написать
1 1
или
Vy = v cos ф, (10.7)
где v — пространственная частота (т. е. количество интерференционных полос на 1 мм) в направлении, перпендикулярном к плоскостям пучностей интерференционной картины. Взяв предельные значения углов между направлениями распространения пучков, образующих голограмму, и приняв ф = 0, мы можем определить максимальный диапазон разрешения, которым должен обладать материал, предназначенный для регистрации пропускающих голограмм. Если Q8 == Qr, то v=0. Если Qs = —Qr = я/2, то V = 2/Ха и
0<v<A (10.8)
При %а = 0,5 мкм (для пропускающих голограмм) имеем 0 < v < <4000 мм"1.
Для отражательных голограмм максимальный диапазон разрешения можно оценить, рассматривая голограмму, образованную двумя плоскими волнами, распространяющимися навстречу друг другу вдоль оси z и имеющими одинаковую пространственную частоту г] вдоль оси у. Как показано в гл. 9, § 7, при т) = rjs = rjH и ? = ?s = —Zr плоскости пучностей ориентированы параллель-
СОХРАНЯЕМОСТЬ И СТИРАНИЕ ГОЛОГРАММНОЙ ЗАПИСИ 305
но плоскости голограммы и находятся друг от друга на расстоянии
1 X
dz
К 2(1-^2)172
Если учесть, что X — XJn0, где п0 — показатель преломления регистрирующей среды, (sin ty)/k = т] и в соответствии с законом Снеллиуса (sin Q)In0 = sina|), то
XgIn0___Ха_
2[1 —(sin2Q)/nj})]V2 ~~ 2(n% — sin2Q)A
d -АаІЩ- -Aa- e (1Qe9)
Если Q = л/2, то dz = XJ2 (rcj — I)1/2; если же Q=O, то dz = = X0)In0. Принимая = 0,5 мкм и учитывая, что показатель преломления желатина п0 — 1,5, получаем для отражательных объемных голограмм
4500 < V2 < 6000 мм-1,
где
1
Из этих простых расчетов видно, что разрешающая способность материалов для регистрации голограмм должна существенно превышать разрешающую способность обычных фотографических материалов, для которых высоким считается значение 200 мм-1. Сведения о разрешении различных регистрирующих материалов приведены в § 8, п. 2, и § 10, п. 4.
§ 4. Сохраняемость и стирание голограммной записи
Голограмма должна сохраняться только в течение промежутка времени, необходимого для восстановления изображения. Голограммы, записанные на растворах просветляющихся красителей, обычно существуют так недолго, что не могут быть использованы *). Наоборот, в фотослоях образуется постоянная запись, но их уже нельзя использовать повторно. Голограммы, записанные на фо-тохромных материалах или кристаллах сегнетоэлектриков, имеют промежуточную степень устойчивости и исчезают за сравнительно короткое время. Это исчезновение может быть вызвано или тепловой релаксацией (темновой реакцией), или экспонированием в восстанавливающем пучке. Длительность тепловой релаксации при
г) Такие голограммы существуют лишь во время экспонирования; они обладают малой инерционностью и, возможно, найдут применение в ряде случаев, например для коррекции лазерных пучков.—Прим. ред.
20—0990
306
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ЗАПИСИ ГОЛОГРАММ
ГЛ. 10.
комнатной температуре лежит в пределах от минут до недель. Самопроизвольное стирание голограмм является нежелательным эффектом. Однако стирание может быть вызвано преднамеренно,, путем нагрева или освещения фотохромного или сегнетоэлектриче-ского регистрирующего материала.
К числу регистрирующих материалов, в которых наиболее благоприятным образом сочетаются постоянство записи, возможность ее стирания и повторной записи, относятся фотополупровод-никово-термопластические пленки и магнитные пленки. Голограммы, записанные на этих материалах, устойчивы при комнатной температуре, но легко стираются: в первом случае — путем повышения температуры, во втором случае — приложением магнитного поля. После стирания возможна запись новых голограмм на тех же участках пленок (свойства магнитных пленок рассмотрены в гл. 11).
