Презентация на тему Регистрирующие среды для голографии

Презентация на тему Регистрирующие среды для голографии, предмет презентации: Физика. Этот материал содержит 42 слайдов. Красочные слайды и илюстрации помогут Вам заинтересовать свою аудиторию. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций ThePresentation.ru в закладки!

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1
Текст слайда:

ПРИКЛАДНАЯ ГОЛОГРАФИЯ Лекция № 8 Регистрирующие среды для голографии

лектор: О.В. Андреева


Слайд 2
Текст слайда:


Техника голографического
эксперимента –
регистрирующие среды


Слайд 3
Текст слайда:

Применение голографических светочувствительных сред


Изобразительная голография
Изготовление голограммных оптических элементов
Информационные технологии - архивная голографическая память


Слайд 4
Текст слайда:

Типы голограмм в зависимости от характеристик:

схемы регистрации – угол между интерферирующими пучками
соотношения между Т и d;
модуляция оптического параметра среды;
характера изменения параметров регистрирующей среды при записи – обратимый (динамические) и необратимый (статические голограммы).

Параметры регистрирующей среды

разрешающая способность;

толщина;
фотоотклик материала

реверсивные среды и среды со скрытым изображением;


Слайд 5
Текст слайда:

Фотоотклик регистрирующей среды

коэффициент поглощения (α);
показатель преломления (n);
толщина материала (Т);

амплитудная голограмма;
фазовая голограмма;
рельефно-фазовая;

Модуляция оптического параметра

Тип голограммы


Слайд 6
Текст слайда:

Техника эксперимента

Режим работы источника излучения – непрерывный, импульсный


Спектральный состав излучения используемого источника

Мощность источника излучения; стабильность установки и отдельных элементов схемы регистрации.

Требуемые параметры РС

Выполнение закона взаимозаместимости

Спектральная чувствительность

Чувствительность (определяет время экспозиции).


Слайд 7
Текст слайда:

Основные характеристики регистрирующих сред


Чувствительность
Характеристическая кривая
Разрешение
Динамический диапазон
Функция передачи модуляции -Частотно-контрастная характеристика




Слайд 8
Текст слайда:

Оценка чувствительности регистрирующих сред для голографии

Энергетическая чувствительность:
голографическая чувствительность – Hопт , H1%;
Hопт (ДЭ = max),
H1% (ДЭ = 1%);

!!! Количество энергии монохроматического излучения, необходимое для достижения ДЭ = N%

спектральная чувствительность (Sλ);


Слайд 9
Текст слайда:

Чувствительность

В нашей стране под интегральной чувствительностью (S) понимают величину, обратную количеству освещения, которое необходимо для получения оптической плотности проявленного фотографического слоя 0,2 сверх вуали.

S измеряется в единицах ГОСТа и ее величина обратно пропорциональна экспозиции, необходимой для достижения искомой плотности.

Под спектральной чувствительностью понимается величина, обратная количеству энергии монохроматического излучения, необходимому для получения оптической плотности проявленного материала, равной единице, сверх оптической плотности вуали.


Слайд 10
Текст слайда:

Экспозиция

Энергетическая экспозиция, Н, –
количество энергии излучения, приходящееся на единицу площади освещаемого участка за период освещения, т.е. экспонирования;
иначе: произведение энергетической освещенности (облученности, Е,) на длительность облучения (t).

H = E t


Слайд 11
Текст слайда:

Запись голограмм в линейном и нелинейном режиме

В линейном режиме записи амплитуда голограммы прямо пропорциональна воздействующей экспозиции

Иначе: амплитуда модуляции оптического параметра в голограмме прямо пропорциональна плотности энергии, приходящейся на единицу площади данного участка регистрирующей среды.



Слайд 12
Текст слайда:

Динамический диапазон

Динамический диапазон регистрирующих сред характеризует возможность линейной регистрации сигнала (информации) на данном материале.
Эта величина играет важную роль при регистрации голограмм, так как возможность линейной регистрации сигнала связана с правильной (неискаженной) передачей интерференционной структуры.


Слайд 13
Текст слайда:

Характеристическая кривая CMOS матрицы фотоаппарата

Демонстрация линейной зависимости фотоотклика среды от экспозиции


Слайд 14
Текст слайда:

Динамический диапазон регистрирующих сред для голографии

Imin – ограничен уровнем сигнал/шум;
Imax – ограничен уровнем сигнала, при котором можно пренебречь нелинейными эффектами
При записи одиночных голограмм


При записи наложенных голограмм
динамический диапазон характеризует
информационную емкость регистрирующей среды:


Слайд 15
Текст слайда:

Зависимость суммарной амплитуды фазовой модуляции наложенных голограмм



Слайд 16
Текст слайда:

Разрешение

Разрешение светочувствительного материала (R), как правило, определяется значением максимальной пространственной частоты голограммы, которая может быть эффективно зарегистрирована.
Разрешение, необходимое для регистрации всех пространственных частот голограммы должно быть R ≥ νmax.
Разрешение можно оценить по формуле
R ≥ 2nSinθ/λ


Слайд 17
Текст слайда:

Разрешение – R, мм -1; ФПК – функция передачи контраста; ЧКХ – частотно-контрастная характеристика;

зависимость амплитуды интерференционной картины от пространственной частоты


Слайд 18
Текст слайда:

Частотно-контрастная характеристика

Функция передачи модуляции - (частотно-контрастная характеристика)
зависимость амплитуды записанной в регистрирующей среде синусоидальной решетки от пространственной частоты этой структуры.
ФПМ (ЧКХ) более полно характеризует регистрирующий материал, чем предельное значение R.


Слайд 19
Текст слайда:

Частотно-контрастная характеристика


1 – Диффен, 2 - фотоматериал


Слайд 20
Текст слайда:

Основные характеристики регистрирующих сред


Чувствительность
Разрешение
Динамический диапазон
Функция передачи модуляции


Слайд 21
Текст слайда:

Регистрирующие среды со скрытым изображением

Инициированные световым воздействием изменения параметров регистрирующей среды непосредственно в процессе записи информации являются незначительными и проявляются в результате дополнительной обработки материалов после экспонирования (в процессе постэкспозиционной обработки).
Регистрирующие среды со скрытым изображением обладают, как правило, значительно более высокой чувствительностью и другими возможностями, так как при постэкспозиционной обработке скрытое изображение многократно усиливается.


Слайд 22
Текст слайда:

Галогенидо-серебрянные регистрирующие среды – среды со скрытым изображением для получения статических голограмм

Процесс получения голограмм
экспонирование;
постэкспозиционная обработка:
проявление,
фиксирование,
отбеливание.

Отличительные особенности:
высокая чувствительность;
широта спектральной сенсибилизации;
разнообразие методов постэкспозиционной обработки;
высокая разрешающая способность.


Слайд 23
Текст слайда:

Что происходит в галогенидосеребряном материале при воздействии излучения?

2AgBr + hy = 2Ag + Br2
Особенность - зернистость изображения

Этапы получения изображения:
Запись информации в виде скрытого изображения
Усиление скрытого изображения – процесс проявления фотоматериала в водном растворе проявителя
Удаление светочувствительных зерен AgBr – фиксирование материала
Промывка, сушка, дополнительная обработка


Слайд 24
Текст слайда:

Полимерные регистрирующие среды для голографии (Среды со скрытым изображением)

Фотополимеризующиеся системы (полимерные слои, содержащие компоненты, полимеризующиеся под действием света);
Светочувствительные полимерные среды (полимерный каркас + светочувствительное вещество).


Слайд 25
Текст слайда:

Основные требования к материалам для получения объемных статических голограмм (использование в качестве оптических элементов)

высокая разрешающая способность;
большая толщина (мм);
безусадочность;
чувствительность к излучению имеющихся лазеров;
возможность длительного хранения информации;
неизменность параметров в процессе длительной эксплуатации;


Слайд 26
Текст слайда:

Конструирование регистрирующих сред для голографии

Принцип композиционной структуры:
жесткий каркас + светочувствительная композиция;

Композиционные материалы на основе пористых стекол.

Пористое стекло – жесткий каркас. Светочувствительная композиция:
бихромированная желатина
галоидное серебро + желатина;
другие химические соединения.

Регистрирующие среды на основе пористых стекол по физико-механическим свойствам близки к свойствам силикатного стекла и являются безусадочными материалами.


Слайд 27
Текст слайда:

Источники излучения для работы с материалом на основе ФХ


Слайд 28
Текст слайда:

Характеристики материала «Диффен»

Этапы получения голограммы:
Запись информации в виде скрытого изображения
Усиление скрытого изображения – прогрев образца (50 град, 50 часов)
Преобразование светочувствительных молекул ФХ в несветочувствительные – фиксирование материала


Слайд 29
Текст слайда:

Полимерные регистрирующие среды для голографии (Среды со скрытым изображением)

Фотополимеризующиеся системы (полимерные слои, содержащие компоненты, полимеризующиеся под действием света);
Светочувствительные полимерные среды (полимерный каркас + светочувствительное вещество).


Слайд 30
Текст слайда:





















































































фиксирование: выход кислорода

очувствление материала: насыщение кислородом

запись голограммы S1 + hν → S1* → S3* S3* + O23 → S1 + O21* A + O21* → AO2















запись голограмм на реоксане





Слайд 31
Текст слайда:




реоксан с постэкспозиционным отбеливанием

насыщение материала кислородом
запись голограммы
удаление кислорода
фотообесцвечивание красителя-сенсибилизатора




Слайд 32
Текст слайда:

голограммы в пористом стекле

экспонирование
проявление, фиксирование
травление
удаление оболочек



Слайд 33
Текст слайда:

фототерморефрактивное стекло

образование центров агрегации
агрегация, образование центров кристаллизации
образование микрокристаллов


Ce4+

облучение
λ = 325 нм



Ce3+





e



Ag+



Ago


T = 400°C










(Ago)n

Ago










Na+

F-

T = 520oC



(Ago)n

NaF


3

2

1


Слайд 34
Текст слайда:




формирование голограмм в кристаллах флюорита

фотоионизация простых центров окраски
диффузия вакансий и электронов в узлы интер-ференционной картины
образование высокоагреги-рованных (коллоидных) центров


Слайд 35
Текст слайда:

спектральные характеристики голограмм в кристаллах флюорита


D – оптическая плотность, η − дифракционная эффективность,
R - рефракция (расчет)



Слайд 36
Текст слайда:




Сравнительные характеристики голограмм в неорганических средах


Слайд 37
Текст слайда:




Разработки Государственного Оптического института

Предложен ряд нетрадиционных подходов к созданию регистрирующих сред, возможности которых далеко не исчерпаны
Созданы полимерные, неорганические и микрогетеро-генные толстослойные регистрирующие материалы, обеспечивающие долговременную эксплуатацию трех-мерных голограмм
Спектр предложенных материалов позволяет успешно осуществлять разработку разнообразных практических приложений голографии


Слайд 38
Текст слайда:

Динамические регистрирующие среды

Регистрирующая среда динамическая – инициированные световым воздействием изменения параметров регистрирующей среды происходят непосредственно в процессе записи информации (под воздействием излучения). Различают: регистрирующая среда динамическая с нелокальным откликом (фоторефрактивная) – пространственное распределение фотоиндуцированного показателя преломления при записи синусоидальной интерференционной картины сдвинуто по фазе по отношению к распределению интенсивности в регистрируемой интерференционной картине; регистрирующая среда динамическая с локальным откликом (фоторефрактивная) – пространственное распределение фотоиндуцированного показателя преломления при записи синусоидальной интерференционной картины синфазно или противофазно распределению интенсивности в регистрируемой интерференционной картине.


Слайд 39
Текст слайда:


Фоторефрактивные динамические среды

При экспонировании изменяется показатель преломления n.

Фоторефрактивные кристаллы: ниобат лития (LiNbO3); ниобат лития* (LiNbO3:F); танталат лития (LiTaO3); силикат висмута (Bi12SiO20); германат висмута (Bi12GeO20).

Динамические среды с бистабильными примесными центрами – кристалы фторида кадмия (CdF2)


Слайд 40
Текст слайда:

Динамические регистрирующие среды

Регистрирующая среда динамическая – инициированные световым воздействием изменения параметров регистрирующей среды происходят непосредственно в процессе записи информации (под воздействием излучения). Различают: регистрирующая среда динамическая с нелокальным откликом (фоторефрактивная) – пространственное распределение фотоиндуцированного показателя преломления при записи синусоидальной интерференционной картины сдвинуто по фазе по отношению к распределению интенсивности в регистрируемой интерференционной картине; регистрирующая среда динамическая с локальным откликом (фоторефрактивная) – пространственное распределение фотоиндуцированного показателя преломления при записи синусоидальной интерференционной картины синфазно или противофазно распределению интенсивности в регистрируемой интерференционной картине.


Слайд 41
Текст слайда:


Фоторефрактивные динамические среды

При экспонировании изменяется показатель преломления n.

Фоторефрактивные кристаллы: ниобат лития (LiNbO3); ниобат лития* (LiNbO3:F); танталат лития (LiTaO3); силикат висмута (Bi12SiO20); германат висмута (Bi12GeO20).

Динамические среды с бистабильными примесными центрами – кристалы фторида кадмия (CdF2)


Слайд 42
Текст слайда:

Литература


1.Суханов В.И.Регистрирующие среды для голографии. В кн.: Физическая энциклопедия, т.4, с.300-301, 1994.
2.Барачевский В.А. Светочувствительные регистрирующие среды: применение в голографии. В кн.: Юрий Николаевич Денисюк – основоположник современной голографии. Сб.трудов, СПб, 2007, с.226-240.
3.3D лазерные информационные технологии. Отв.ред.Твердохлеб П.Е., Новосибирск, 2003.
4.Андреева О.В., Бандюк О.В.. Парамонов А.А. и др. Высокоэффективные мультиплексные голограммы на полимерном материале «Диффен»//Оптич.журнал, 2006, Т.73,№9, С.60-63.
5.Суханов В.И., Вениаминов А.В., Рыскин А.И., Никоноров Н.В. Разработки ГОИ в области объемных регистрирующих сред для голографии. В кн.: Юрий Николаевич Денисюк – основоположник современной голографии. Сб.трудов, СПб, 2007, с.262-276.
6. Суханов В.И. Трехмерные глубокие голограммы и материалы для их записи//Оптич. журн. 1994. №1. С.61-70.
7.Рябова Р.В. и др. Наноматериалы для голографии Российского научного центра «Курчатовский Институт». В кн.: Юрий Николаевич Денисюк – основоположник современной голографии. Сб.трудов, СПб, 2007, с.288-292.
8.Ворзобова Н.Д. Галогенсеребряные материалы для голографической записи импульсным излучением. В кн.: Юрий Николаевич Денисюк – основоположник современной голографии. Сб.трудов, СПб, 2007, с.277-281.


Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика