Способ записи многоцветных радужных голограмм

 

Осуществляют запись многоцветной радужной голограммы излучением одноцветного лазера, излучающего на коротковолновом конце видимого диапазона (например, гелий-кадмиевый лазер Я 0,44 мкм). Многократными экспозициями записывают другие цветоделенные составляющие объекта, изменяя перед каждой экспозицией несущую пространственную частоту. Изменение несущей пространственной частоты поворотом регистрирующей пластинки позволяет расширить спектральный состав и цветовую гамму восстановленного изображения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (! !) (5!)5 G 03 Н 1/26

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

00 (ь о

Щ ()> (21) 4854203/25 (22) 26.07.90 (46) 07,01.93. Бюл. М 1 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт оптико-физических измерений (72) Н.Г.Власов и Ф.В.Булыгин (56) Hariha ran P. et al, Multicol our holographic

imaging with à white — light source,-Орт Letters, 1977, ч,1, М 1, р.8 — 9.

Власов Н.Г., Заборов А.Н. Запись радужных голограмм, восстанавливающих многоцветные изображения, ЖНИПФиК, 1989, т.32, М. 4 с.258 — 261; (54) СПОСОБ ЗАПИСИ МНОГОЦВЕТНЫХ

РАДУЖНЫХ ГОЛОГРАММ

Способ относится к когерентной оптике и голографии и может быть применен для массового тиражирования ширпотреба типа бижутерии, значков, открыток, книжных иллюстраций, марок и т.д., дисплеев различного типа, наклеек на кредитные карточки и денежные знаки, наносимых для затруднения подделок, для изготовления фирменных (товарных) знаков.

Известен способ записи многоцветных радужных голограмм, заключающийся в том, что записываемый объект освещают излучением многоцветного лазера или совокупностью одноцветных лазеров, создающих многоцветное излучение, ограничивают по одному направлению спектр пространственных частот объектного волнового поля, направляют на регистрирующую среду объектное и опорное волновое поля и получают (57) Осуществляют запись многоцветной радужной голограммы излучением одноцветного лазера, излучающего на коротковолновом конце видимого диапазона (например, гелий-кадмиевый лазер А=

=0,44 мкм). Многократными экспозициями записывают другие цветоделенные составляющие объекта, изменяя перед каждой экспозицией несущую пространственную частоту. Изменение несущей пространственной частоты поворотом регистрирующей пластинки позволяет расширить спектральный состав и цветовую гамму восстановленного изображения. 1 ил. на региструющей среде совокупность голограмм, каждая из которых несет информацию о пространственном распределении одной из монохроматических составляющих многоцветного объекта.

Недостатки аналога являются необходимость применения регистрирующей среды, сенсибилизованной во всем видимом диапазоне спектра, необходимость выравнивания цветового баланса восстановленных иэображений, вызванная различной чувствительностью регистрирующей среды и глаза к различным участкам видимого диапазона.

Известен способ-прототип получения многоцветных радужных голограмм, заключающийся в том, что излучением одноцветного лазера освещают одну из цветоделенных составляющих многоцвет1786465

15

30

55 ного объекта, ограничивают по одному направлению спектр пространственных частот объектного волнового поля, направляют на регистрирующую среду объектный и опорный волновые поля, производят запись названной цветоделенной составляющей многоцветного объекта, после чего многократными экспозициями записывают другие цветоделенные составляющие объекта, изменяя перед каждой экспозицией несущую пространственную частоту за счеттого, что изменяют угол между опорным и объектным волновыми полями, Недостаток прототипа заключается в том, что для изменения угла между направлениями распространения опорного и объектного волновых полей необходимо частичное изменение оптической схемы получения голограммы. Такая перестройка оптической схемы в силу ограниченной длины когерентности лазерного излучения усложняется требованием сохранения равенства оптических путей объектного и опорного волновых полей, что приводит к сужению спектрального. состава и цветовой гаммы восстановленного изображения.

Целью изобретения является расширение спектрального состава и цветовой гаммы восстановленного изображения, Цель достигается тем, что по способу получения многоцветных радужных голограмм, заключающемуся в том, что излучением одноцветного лазера освещают одну из цветоделенных составляющих многоцветного объекта, ограничивают по одному направлению спектр пространственных частот объектного волнового поля, направляют на регистрирующую среду объектный и опорный волновые поля, производят запись названной цветоделенной составляющей многоцветного объекта, после чего многократными экспозициями записывают другие цветоделенные составляющие объекта, изменяя перед каждой экспозицией несущую пространственную частоту за счеттого, что изменение несущей пространственной частоты осуществляют поворотом регистрирующей среды вокруг оси, перпендикулярной плоскости, проходящей через направления распространения опорного и объектного волновых полей.

В настоящее время предприятию-заявителю из анализа научной и патентной литературы не известны способы записи радужных голограмм, в которых есть совокупность признаков, являющихся отличительными в заявляемом решении, т.е. техническое свойство анализируемого объекта ново. Таким образом, свойством, заключающимся в расширении спектрального! состава и цветовой гаммы восстановлен ого изображения, обладает объект, характеризуемый полной совокупност .ью признаков в полном объеме формулы, Y,е, заявляемое решение представляет собой новую совокупность как известных, так и неизвестных признаков и нового технического свойства.

На чертеже поясняется операция изменения несущей пространственной частоты в способе-прототипе и в предлагаемом спасобе.

Позициями 1 и 2 обозначены направления распространения объектного и опорного волновых полей (в терминах геометрической оптики — оси объектного и опорного пучков), которое направляют на регистрирующую среду 3. Многоцветные радужные голограммы в излучении одноцветного лазера получают, выполняя следующую последовательность операций.

Излучением одноцветного лазера освещают одну из цветоделительных составляющих многоцветного объекта, несущую информацию о пространственном распределеНии одной из спектральных составляющих этого объекта. Методы получения таких цветоделенных составляющих хорошо известны и широко применяются в полиграфии при получении цветных иллюстраций. Затеь ограничивают по одному направлению направление распространения обьектного волнового поля. Эта операция может быть выполнена двумя путями. Первый — запись вспомогательной голограммы, которую экранируют узкой горизонтальной щелью и восстановленное изображение перезаписывают на основную радужную голограмму, Эта идея была предложена изобретателем одноцветных радужных голограмм С,Бентоном. Другой вариант — ограничение по одному направлению спектра пространственных частот объектного волнового поля при помощи оптической фильтрации при непосредственной, без промежуточного этапа, записи радужной голограммы. После выполнения названной операции направляют на регистрирующую среду объектный и опорный волновые поля, производят запись первой цветоделенной составляющей многоцветного объекта, после чего многократнЫми экспозициями записывают другие цветоделительные составляющие объекта, изменяя перед каждой экспозицией несущую пространственную частоту за счет того, что оосуществляют поворот регистрирующей среды

3 вокруг оси, перпендикулярный плоскости, проходящей через направления распространения опорного и объектного волновых полей. В способе-прототипе биссектриса 4

1786465 угла а между направлениями распространения опорного и объектного волновых полей направлена перпендикулярно поверхности регистрирующей среды 3, что минимизирует влияние усадки фотоэмуль- 5 сии, на которую в большинстве случае записывали раньше голограммы. Несущая пространственнная частота равна тогда, как известно, 10 (1) 2 sin а/2

1 о и ее измерение при постоянной длине волны 4 возможно было только за счет измене- 15 ния угла а, В настоящее время появились новые регистрирующие среды, на которых получают голограммы, предназначенные для массового тиражирования, посредством модуляции поверхностного рельефа 20 среды. К таким средам относятся фоторезисты, фототермопласты, халькагенидные стекла и т.д., в которых требование перпендикулярности поверхности регистрирующей среды к биссектрисе угла между 25 объектами и опорными пучками не является определяющим. Согласно изобретению изменение несущих пространственной частоты осуществляют поворотом регистрирующей среды на угол .9 вокруг оси Oi, 30 перпендикулярной плоскости, проходящей через направление распространения опорного и предметного волновых полей. Несущая и ростра нствен на я частота равна

y, =y>cos 9, (2) где i — порядковый номер экспозиции.

При освещении голограммы источником белого света условием наблюдения 40 многоцветного изображения является распространение по одному направлению различных длин волн Я, входящих в спектр восстановленного изображения, откуда

2sln а/2 =igloo =4 M = const. откуда угол Q определяется выражением

sin a/2

А 1 о позволяющим определить поворот регистрирующей среды в положение 3i между эксЗаменяя согласно выражению (2) ц на и,> cos Q получим

2 sin а/2 = 4 vp cos 61, ., позициями в зависимости от длины волны )н, запись на которой имитируется на длине волны Л . Таким образом, в заявляемом способе операция изменения несущей пространственной частоты занимает существенно меньше времени, а также позволяет расширить гамму в связи с тем, что нет необходимости в перестройке оптической схемы после каждой (кроме последней) экспозиции. Кроме того, отсутствует потеря на ожидание окончания релаксации материала, из которого изготовлены держатели оптических элементов, вызванной их закреплением на новом месте.

Экспериментальная проверка предложенного способа осуществлялась на серийно выпускаемой голографической установке

УИГ-22, дополнительно оснащенной опытным образцом одночастотного аргонового лазера ЛГН-507 (игла разработки МЭЛЗ).

Запись многоэкспозиционной голограммы проводилась на фоторезисте марки СК-17 (разработка НИОПИК). Проверка показала, что получение голограмм предложенным способом позволяет расширить спектральный состав и цветовую гамму изображения, а также значительно быстрее, проще и надежнее, чем в способе-прототипе, в связи, в частности, с тем, что за сравнительно короткое время записи голограммы на ее качество не успевают повлиять изменения диаграммы направленности и интенсивности лазерного излучения, В целом время получения голограммы сокращается в 7-8 раз. Все это по предварительным оценкам при массовом производстве многоцветных радужных голограмм позволит повысить производительность в 3-4 раза, Формула изобретения

Способ записи многоцветных радужных голограмм, заключающийся в том, что излучением одноцветного лазера освещают одну из цветоделенных составляющих многоцветного объекта, ограничивают по одному направлению спектр пространственных частот объектного волнового поля, направляют на регистрирующую среду объектный и опорный волновые поля, производят запись названной цветоделенной составляющей многоцветного объекта, после чего многократными экспозициями записывают другие цветоделенные составляющие объекта, изменяя перед каждой экспозицией несущую п растра нственную частоту, отличающийся тем, что, с целью расширения спектрального состава и цветовой гаммы восстановленного изображения, изменение несущей пространственной частоты осуществляют пово1786465

30

40

50

Составитель Н. Власов

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор С. Юско

Редактор

Заказ 247 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ротом регистрирующей среды вокруг оси, через направления распространения опфрперпендикулярной плоскости, проходящей ного и обьектного волновых полей.