Ждем Ваших писем...
   

 

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ КОПИРОВАНИЯ ДЛИННЫХ ГОЛОГРАФИЧЕСКИХ ДИФРАКЦИОННЫХ РЕШЕТОК

Н.Н.Соколова, Б.Г.Турухано, Н.Турухано

Одним из применений голограмм в качестве элементов технических устройств является создание прецизионных датчиков линейных перемещений на основе длинных голографических дифракционных решеток (ДГДР). Потребность в таких датчиках велики, поэтому необходимо тиражировать ДГДР путем их копирования, например, наиболее предпочтительным способом является способ интерференционного копирования голограмм, описанный в ряде работ /1,2/. Настоящая работа посвящена выяснения специфических особенностей интерференционного копирования ДГДР.

ДГДР представляет собой стеклянную подложку с нанесенным на нее галоидосеребряным фотоэмульсионным слоем, на котором зафиксирована интерференционная картина. Геометрия записи участка ДГДР показана на рис.1. Две плоские волны лазерного света, падая на фотоэмульсионный слой под углами (q /2) и (-q /2), создают интерференционную картину с пространственной частотой:

u = 1/d = l /2Sin(q /2) (1)

где d - период решетки, l - длина волны освещающего света,

 

Распределение интенсивности поля, записанного на фотослое, можно представить выражением

I1 = | Aexp{i[]} + Aexp{-i[]}| 2 = AA* + A2 +

+ A2exp[2i] + A2exp[-2i]

(2)

где A - амплитуда волн, - радиус-вектор в данной точке эмульсионного слоя решетки-оригинала.

Синтез ДГДР осуществляется с помощью устройства, описанного в /3/.

После проявления ДГДР используем в качестве матрицы для интерференционного копирования, помещая ее в установку, описанную в /4/.

Схема копирования участка ДГДР представлена на рис.2.

Согласно этой схеме, "бутерброд", состоящий из решетки-оригинала Н1 и фотопластинки Н2, расположенных эмульсионными сторонами друг к другу, освещается монохроматическим пучком лучей длиной волны l ' ¹ l , составляющим произвольный угол с нормалью к поверхности "бутерброда".

Пусть А = 1, тогда, учитывая, что при линейной записи амплитудное пропускание решетки-оригинала Н1 пропорционально распределению интенсивности падающего на нее при записи света, волновой фронт света, воздействующего на Н2, можно представить в вида:

y ~ 2exp(i') + exp{i[(2 + ')]} + exp{i[-2 + ')]} = y 1 + y 2 + y 3 (3)

На расстоянии d' от эмульсии голограммы-оригинала располагается фотопластинка, на которую будет записываться копия. При прохождении этого расстояния y 1, y 2, y 3 будут превращаться в френелевские преобразования y '1, y '2, y '3.

Выражение /4/ опишет интенсивность, записанную на Н2.

 

Рис.1. Схема записи участка голографической дифракционной решетки.

Рис.2. Схема интерференционного копирования голографических дифракционных решеток.

 

I2 ~ | Ф'| 2 = | y '1| 2 + | y '2| 2 + | y '3| 2 + y '1y '*2 + y '1y '*3 + y '2y '*1 +

+ y '2y '*3 + y '3y '*1 + y '3y '*2 + y '3y '*1 + y '3y '*2

(4)

Соотношение /4/ имеет вид, соответствующий двум голограммам, одна из которые образована в результате интерференции подающий плоской волны с волной y '2, другая - при интерференции той же самой плоской волны с волной y '3.

Члени y '2y '*3 и y '3y '*2 образуют шум при копировании ДГДР. Чтобы повысить качество копии, следует уменьшить вклад членов y '2y '*3 и y '3y '*2 в интенсивность, записываемую на Н2. Этого , можно добиться, обеспечив выполнение неравенства

y '1 >> y '2, y '3 (5)

Но, поскольку ДГДР - основной элемент датчика линейных перемещений, устойчивая работа последних возможна при достаточно высокой дифракционной эффективности ДГДР (25%), Работа датчиков осуществляется о использованием ИK-лазеров с длиной волны излучения l 1 =0,82 мкм. Исследования изменений дифракционной эффективности ДГДР, записанных в свете НеNe лазера с длиной волны l = 0,6328 мкм при освещении ее светом с длинами волн l 1 и l в зависимости от экспозиций (lgH), приведены на рис.3. На графике есть область значений lgН, в которой малой величине ДЭ (l = 0,6328 m ) соответствует величина ДЭ = 40% для случая освещения ДГДР светом с длиной волны l = 0,82 m .

Поместим копию ДГДР созданную с использованием устройства /4/, в установку синтеза оригинала (рис.1). При этом копия будет освещена двумя пучками:

exp[i2] и ex[-i2] (6)

где - волновой вектор, 2 - радиус-вектор в определенной точке решетки-копии, ¹ 2, поскольку эмульсионный слой оригинала

 

Рис.3. График зависимости дифракционной эффективности ГДР с частотой штрихов при освещении светом; 1) l = 0,6328, 2) l = 0,82.

не параллелен эмульсионному слов копии (длина подложки ³ 1 м).

Запишем распределение интенсивности за решеткой-копией, помещенной в интерференционное поле, согласно рис.1:

Ф1 ~ (exp[i2] + exp[-i2])I2 = B·exp[-i2] + B·exp[i2] +

+ 2exp[-i(2 - 2)] + 2exp[i(2 - 2)] + 2exp[-i(2 + 2)] +

+ 2exp[i(2 - 2)] + 2exp[i(2 + 2)] + 2exp[-i(2 - 2)] +

+ 2exp[i(2 + 2)] + 2exp[-i(2 + 2)]

(7)

 

 

При взаимодействии поля и решетки-копии в обоих пучках будут создаваться обтюрационные полосы /5/.

Рассмотрим распределение интенсивности в обоих пучках. В нервом пучке имеем:

B·exp[-i] + 4exp[-i(2 - 2)])·(Bexp[i] + 4exp[i(2 + 2)]) ~

~ C + 8B·Cos[2( - 2)]

(7)

Аналогичное выражение описывает систему обтюрационных полос в другом пучке. Следовательно, период обтюрационных полос

(9)

где a - угол между и 2.

Следовательно, при копировании ДГДР следует обеспечивать параллельность расположения решетки-оригинала и решетки-копии.

Причем, чем меньше период ДГДР, тем меньше период обтюрационных полос, т.е. больше ошибка решетки-копии.

 

Литература

1. Кольер Р., Беркхарт К., Лин Л. Оптическая голография, "Мир", М., 1973.

2. George С. Sherman. Applied Optics, vol.6, N 10, 1749, 1967.

3. Патент СССР № 673018 от 15/3 1979.

4. United States Patent, US, 715, 670, olec 29, 1987.

5. Турухано Б.Г., Турухано Н. Материалы III Всесоюзной школы по голографии. Л., 1971.

Ќ § ¤‚ ­ з «®
 

Copyright © 1999-2004 MeDia-security, webmaster@media-security.ru

  MeDia-security: Новейшие суперзащитные оптические голографические технологии, разработка и изготовление оборудования для производства и нанесения голограмм.Методика применения и нанесения голограмм. Приборы контроля подлинности голограмм.  
  Новости  
от MeDia-security

Имя   

E-mail

 

СРОЧНОЕ
ИЗГОТОВЛЕНИЕ
ГОЛОГРАММ!!!

г.Москва, Россия
тел.109-7119
vigovsky@media-security.ru

Голограммы.Голограммы
на стекле.Голограммы на
плёнке.Голографические
портреты.Голографические
наклейки.Голографические
пломбы разрушаемые.
Голографические стикеры.
Голографическая фольга
горячего тиснения - фольга полиграфическая.

HOLOGRAM QUICK PRODUCTION!!!
Moscow, Russia
tel.+7(095)109-7119
vigovsky@media-security.ru

Holograms. Holograms on glass. Holographic film. Holographic portraits. Holographic labels. Holographic destructible seals. Holographic stickers. Holographic foil for hot stamping - polygraphic foil.