Регистрирующие среды для голографии презентация

голографическая память

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;

оптического параметра

Тип голограммы

источника

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

Требуемые параметры РС

Выполнение закона взаимозаместимости

Спектральная чувствительность

Чувствительность (определяет время экспозиции).

H1%;
Hопт (ДЭ = max),
H1% (ДЭ = 1%);

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

спектральная чувствительность (Sλ);

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.

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

голограммы прямо пропорциональна воздействующей экспозиции

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

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

ограничен уровнем сигнала, при котором можно пренебречь нелинейными эффектами
При записи одиночных голограмм


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

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

частотно-контрастная характеристика;

зависимость амплитуды интерференционной картины от пространственной частоты

амплитуды записанной в регистрирующей среде синусоидальной решетки от пространственной частоты этой структуры.
ФПМ (ЧКХ) более полно характеризует регистрирующий материал, чем предельное значение R.

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.

голограмм

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

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

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

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

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;

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.

изображения – прогрев образца (50 град, 50 часов)
Преобразование светочувствительных молекул ФХ в несветочувствительные – фиксирование материала

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

→ S3* S3* + O23 → S1 + O21* A + O21* → AO2

запись голограмм на реоксане

нм

Ce3+

e

Ag+

Ago

T = 400°C

(Ago)n

Ago

Na+

F-

T = 520oC

(Ago)n

NaF

3

2

1

в узлы интер-ференционной картины
образование высокоагреги-рованных (коллоидных) центров

дифракционная эффективность,
R - рефракция (расчет)

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

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.

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

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

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.

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

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

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.