Способ записи информации в инфракрасной области спектра на электротермографическом носителе

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4796112/12 (22) 27,02.90 (46) 23.02.93, Бюл. 3Ф 7 (71) Государственный оптический институт им. С.И.Вавилова (72) Ю,А.Черкасов и Е.Л.Александрова (56) Александоова Е.Л„Черкасов IO.A., ЖНИПФИК, 1987, т. 32, йг6, с. 461-464. (54) СПОСОБ ЗАПИСИ ИНФОРМАЦИИ В

ИНФРАКРАСНОЙ ОБЛАСТИ СПЕКТРА НА

ЭЛЕКТРОТЕРМОГРАФИЧЕСКОМ НОСИТЕЛЕИзобретение относится к электротермографии и может быть использовано для регистрации изображений и голограмм в ин- фракрасной области спектра, например в голографических ИК-интерферометрах для неразрушающего контроля качества изделий, Известны способы записи информации в ИК-области спектра на электротермографическом носителе, состоящем из основы, проводящего покрытия и термопластического слоя, заключающиеся в нагреве носителя, зарядке термопластического слоя и экспонировании, Из известных электротермографиче ских носителей наиболее близким по структуре к предлагаемому является носитель, включающий подложку с электропроводящим покрытием и регистрирующую среду, выполненную из слоя с термопластическими свойствами, который и выбран в качестве прототипа.

». Ж«, 1797090 Al (si>s G 03 G 16/00 (57) Сущность способа в следующем, Для записи информаций используют электротермографический носитель, выполненный из основы, проводящего покрытия и термопластического слоя. Толщина термоплэстического слоя равна не более 0.8-1,0 мкм, Проводящее покрытие имеет островковую структуру, При записи информации в ИК-области спектра экспонирование и проявление осуществляют одновременно. 1 табл, Как известно, для повышения разрешающей способности материала (для передачи высоких пространственных частот при запиI» си голограмм, что особенно необходимо в голографической интерферометрии) толщину слоя d уменьшают, поскольку оптималь- а ная пространственная частота записи

РР 1/d, При этом светочувствительность $ материала падает.

Цель изобретения — повышение качества записи путем повышения светочувствительности электротермографического носителя.

Поставленная цель достигается тем, что в структуру электротермографического носителя, включающего подложку с электропроводящим покрытием и термопластическую регистрирующую среду, вводят металлическую островковую пленку.

Сущность способа заключается в использовании проводящего покрытия с островковой структурой и термопластического

1797090 слоя толщиной, равной не более 0,8-1,0 мкм.

Запись на материале производят любым из известных в электротермографии способов, например положительно заряжают поверхность слоя с термопластическими свойствами, Затем производят экспонирование материала (в ИК-области спектра), являющееся одновременно и термическим проявлением материала, В процессе такого экспонирования эа счет поглощения ИК-фотонов в островковой структуре проводящего покрытия происходит формирование,скрытого электростатического изображения и локальное (соответствующее распределению освещенности в ИК-иэображении) изменение реологических характеристик слоя с термопластическими свойствами; уменьшение вязкости и модуля упругости, увеличение поверхностного натяжения.

Поглощение ИК-фотонов в проводящем покрытии приводит к разогреву электронного газа до нескольких тысяч градусов (при разогреве термопластического слоя до 70—

120 С). В результате отрыва температуры электронного газа от температуры кристаллической решетки происходит интенсивная термоэмиссия "разогретых" неравновесных электронов из островковой структуры в термопластический слой на глубину инжекции

d, равную длине пробега "горячего" свободного электрона, Распределение плотности инжектированных в этот слой электронов соответствует распределению подействовавшей освещенности в ИК изображении и на поверхности слоя в результате нейтрализации нанесенного поверхностного заряда гтрк инжектированными электронами формируется потенциальный рельеф а(х)=о,-o>(x), представляющий собой скрытое изображение. . Таким образом, скрытое изображение формируется в результате нейтрализации поверхйостно о положительного электростатического заряда на поверхности слоя электронами, инжектированными из проводящего покрытия; выполненного в виде островковой структуры, Проявление скрытого изображения производят либо при нанесении отрицательного заряженного порошка тонера, либо в результате деформирования поверхностного термопластического слоя под действием электростатических сил р(х) o(x) и гидродинамических сил. Толщина слоя должна быть сравнима с глубиной инжекции электронов 0,7-10 мкм, чтобы они доходили

*до поверхности и нейтрализации нанесенный поверхностный заряд, Такие малые тол5

15 щины слоя (менее 1 мкм) обусловливают высокое разрешение R носителя: оптимальная пространственная частота записи то =1/2б равна 800 мм, Стирание записанной информации в

ИК-области спектра осуществляют нагревом слоя выше температуры проявления— до температуры размягчения термопластического связующего tpaaM

Помимо повышения R выполнение проводящего покрытия из островковой металлической пленки позволяет повысить контраст иэображения и чувствительность материала. Первое достигается за счет того, что распределение эмитированных из островковой структуры горячих электронов о; (x) приводит к более высокому (по сравнению с прототипом) контрасту скрытого изображения за счет дополнительной составляющей потенциального рельефа, пропорциональной Н(х) в местах экспониро.вания. Из-за повышения контраста скрытого изображения при проявлении возрастает

2 контраст проявленного изображени °

Таким образом, выполнение проводящего покрытия островковой структуры позволяет испольэовать его не только в качестве контрэлектрода при зарядке носителя, но и в качестве элемента для формирования скрытого электростатического изображения, что способствует увеличению контраста, чувствительности носителя, а выбор малой толщины слоя позволяет сохранить высокую разрешающую способность.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1, Используют электротермографический носитель, состоящий из полиэтилентерефталатной основы толщиной

100 мкм, на которую последовательно нанесены проводящее покрытие из никеля толщиной 100 мкм и термопластический слой толщиной 1 мкм из сополимера стировасс бутадиеном. На носителе производят запись голограмм плоского волнового фронта излучением с длиной волны = 10,6 мкм, Несущая пространственная частота записи =

800 мм, контраст голографической структу-1 ры К = 1,0. Экспонирование производят одновременно с проявлением, которое осуществляют в результате деформирования термопластического слоя в местах поглощения ИК-фотонов островковой структурой никеля. Следует отметить, что из приведенного режима работы носителя следует, что последовательный режим реализовать нельзя, так как экспонирование и проявление осуществляют ИК-облучением.

Считывание записанного иэображения про1797090

Сравнительные характеристики предлагаемого материала и прототипа

Характеристики

Заявляемый мате иал

Прототип

П име 1

П име 2

П име 3

Поверхностное сопротивление и роводя щего слоя, Ом

1 10

3 10

1 10

50 — 100

Состав приемного термопластического

Сополимер стирола с бутадиеном СКС-75 слоя

Толщина термопластического

3,0 +0,25

1,0 - 0,25 слоя

Максимальная

ДЭ.

0,1 + 0,01

22 — 28

20 + 2

25 ":0,2 изводят на А= 0,63 мкм для увеличения дифракционной эффективности.

Пример 2. Запись производят аналогично примеру 1, только слой предварительно разогревают до температуры размягчения, а затем заряжают и экспонируют (и проявляют) ИК-иэлучением.

Пример 3. Запись производят анало- гично примеру 2, только в составе термопла. стического слоя вместо сополимера стирола. используют карбазолилсодержащий полимер с меньшим, чем у стирола, потенциалом ионизации.

В процессе испытаний измеряют удельное сопротивление р, дифракционную эффективность ЩЭ) и чувствительность S ДЭ

1, S дэцдк, равные величинам, обратным энергиям экспонирования, необходиФормула изобретения

Способ записи информации в инфракрасной области спектра на электротермог рафическом носителе, выполненном из основы, проводящего покрытия и термопластического слоя, заключающийся в нагреве носителя, зарядке термопластического слоя мый для достижения ДЭ = 17 и максимальной ДЭ соответственно.

Результаты испытаний в сравнении с прототипом приве, цены в таблице.

5 Из таблицы видно, что материал по величинам ДЭ, S u R превосходит известный.

Увеличение светочувствительности позволит использовать в ийтерферометрах маломощные лазеры небольших габаритов, 10 что даст возможность уменьшить габариты интерферометров и упростить их эксплуатацию. Увеличение ДЭ приводит кувеличению отношения сигнал/шум при анализе интерферограмм, т.е. увеличению точности голо15 графического неразрушающего контроля.

Повышение частоты v записи с расширением полосы частот Av необходимо при записи голограмм диффузных объектов малых угловых размеров.

20 и экспонирования, отличающийся тем, что, с целью повышения качества записи путем повышения светочувствительности носителя, используют проводящее покрытие с островковой структурой, при этом толщину термопластического слоя выбирают равной не более 0,8 — 1,0 мкм, 1797090

Продолжение таблицы

Составитель Ю,Черкасов

Техред M.Moðãåíòàë

Корректор Н.Король

Редактор А,Козлова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 652 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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