Исследование динамических характеристик процесса записи голограмм в самопроявляющихся системах на основе дихромированного желатина

• Автор: Неупокоева, Анна Валерьевна
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 158 с. : ил.

ГЛАВА 1. ГОЛОГРАФИЧЕСКИЕ РЕГИСТРИРУЮЩИЕ СРЕДЫ _ НА ОСНОВЕ ЖЕЛАТИНА

1.1. Желатин как фотографический материал

1.2. Свойства желатина

1.2. Роль воды в формировании структуры

эмульсионного слоя на основе ДЖ

1.2. Модификация структуры ДЖ

1.2. Механизм записи голограмм в регистрирующих

слоях на основе дихромированного желатина

1.2. Сенсибилизация эмульсий на основе ДЖ к

излучению красной области спектра

1.2. Выводы по первой главе

ГЛАВА 2. ВРЕМЕННЫЕ ПАРАМЕТРЫ НЕЛИНЕЙНОЙ
ФОТОХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ ПРИ
РЕГИСТРАЦИИ ГОЛОГРАММ В СУХИХ СЛОЯХ ДЖ
2.1. Модуляционная характеристика скрытого ** изображения при различной интенсивности
записывающего излучения
2.2. Временные параметры записи скрытого изображения
2.3. Выводы по второй главе
ГЛАВА 3. ЭКСПОЗИЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
'* СЛОЕВ ДЖ ПРИ ПРОЯВЛЕНИИ ПАРАМИ ВОДЫ
3.1. Методика изготовления слоев и записи голограмм
3.2. Проявление парами воды
3.3. ДЭ тест-голограмм при различных режимах записи
и проявления
3.4. Вейвлет-анализ изменений ДЭ
3.5. Выводы по третьей главе
ГЛАВА 4. ФОТОИНДУЦИРОВАННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК САМОПРОЯВЛЯЮЩИХСЯ СЛОЕВ ДЖ
4.1. Кинетика фотоиндуцированного изменения коэффициента пропускания слоев СПДЖ
4.2. Кинетика коллимированного коэффициента пропускания слоев ДЖ
4.3.Влияние интенсивности излучения на скорость изменений коллимированного коэффициента пропускания слоев ДЖ
4.4. Влияние состава эмульсии на параметры фотохимической реакции
4.5. Кинетика фотохимической реакции в слоях самопроявляющегося дихромированного желатина при режиме прерывистого освещения
4.6. Выводы по четвертой главе
ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ ИНФРАКРАСНОГО ЛАЗЕРНОГО ОТЖИГА НА ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА САМОПРОЯВЛЯЮЩИХСЯ СЛОЕВ ДЖ
5.1.Механизм действия лазерного отжига
5.2.Изменение временных характеристик фотохимической реакции при применении различных режимов отжига
5.3.Выводы по пятой главе ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ
Актуальность темы связана с широким применением в оптической технологии устройств и полимерных материалов и с необходимостью управления их оптическими и голографическими свойствами. Голограммы, зарегистрированные в светочувствительных слоях толщиной порядка миллиметров, имеют ряд свойств, которые могут быть широко использованы в разработке оптических элементов современных устройств оптических информационных процессоров, в системах оптической памяти с мультиплексной записью информации и т.д. Вместе с тем надо отметить, что несмотря на длительное время существования голографии, реально для записи используются двумерные слои или пленки, а процесс регистрации существенно трехмерных голограмм пока недостаточно изучен и теоретически и, особенно, экспериментально в связи с отсутствием надежных и недорогих объемных регистрирующих сред.
В современных голографических исследованиях также необходимы самопроявляющиеся регистрирующие среды для записи голограмм - это голографическая и спекл-интерферометрия, оптическая обработка изображений, динамическая голография. Для получения таких голограмм оказываются непригодными большинство известных регистрирующих сред, поскольку при их обработке, как правило, происходит изменение структуры слоев по толщине за счет, например, усадки в фотоэмульсиях.
Одним из наиболее перспективных материалов подобного рода является дихромированный желатин (ДЖ). Данный материал обеспечивает при записи фазовых голограмм предельно высокое значение дифракционной эффективности (ДЭ), низкий уровень шумов, высокую разрешающую способность, дешев и доступен. Фотохимические реакции, приводящие к структурированию биологических полимеров типа желатина, лежат в основе процессов формирования голограмм и рельефных изображений. Регистрирующие среды на основе хромированных коллоидов (ХК) и, в частности дихромированного желатина (ДЖ), нашли широкое применение для
Удаление кристаллов бихромата аммония со стороны подложки.
Обработка слоя в фиксирующем растворе производилась только на начальной стадии экспериментов. В дальнейшем, с целью упрощения процедуры изготовления слоев, этот этап был исключен. Сравнительные исследования показали, что исключение этого этапа фиксирования из процедуры приготовления слоя ощутимым образом не влияет на характеристики слоев ДЖ при оперативном режиме обработки [96]. Увеличение концентрации бихромата аммония в очувствляющем растворе до концентрации выше 5% приводит к его кристаллизации в слое при высыхании и при этом сильно возрастает светорассеяние слоя. С другой стороны, уменьшение концентрации бихромата аммония в очувствляющем растворе ведет к снижению светочувствительности.
Для записи голографической решетки использовалось излучение гелий-кадмиевого лазера ЛГ-61 с длиной волны >,=0,44 мкм, мощностью 10 мВт, при интенсивности около 13 мВт/см . Расширенный и коллимированный пучок делился по фронту с помощью стеклянного клина. Пространственная частота дифракционной решетки составляла около 50 мм'1. Считывание информации осуществлялось излучением гелий-неонового лазера ЛГ-38 с длиной волны Х=0,63 мкм и мощностью около 10 мВт.
Для обработки слоя после экспонирования была создана система генерации влажного воздуха. С помощью контактного термометра и тристорного ключа в резервуаре с водой поддерживалась постоянная температура. Система обеспечивала возможность регулировать температуру в пределах 40-90°С. Воздух с помощью компрессора барбатировали через воду и по трубопроводу подавали к выходному соплу. Количество влаги, поступающей в слой в процессе обработки, регулировалась путем изменения расстояния между соплом и слоем [96].
Регистрирующий материал для записи на 1=0,63 мкм. Слои для записи голографических решеток с помощью гелий-неонового лазера (>,=0,63 мкм) готовились по следующей методике. Желатин растворялся в течение 1 часа в