Устройство для регистрации оптических голограмм на термопластических носителях

 

Устройство для регистрации голограмм на фототермопластических носителях относится к области голографии. Сущность: для предотвращения перегрева пленки при работе в циклическом автоматическом режиме в устройство регистрации голограмм вводят цепь обратной связи по средней температуре пленки. При превышении температуры пленки некоторого характерного для нее значения, соответствующего началу спада потенциала при зарядке, циклическая работа устройства прерывается. Пленка остывает до заданной температуры и устройство может возобновить свою работу. 1 ил. у Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з 6 03 Н 1/18

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

4уд1А21 -в П о", 1,ot>.".P j Й тэ! ..

"т г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4841501/25 (22) 28.05190 (46) 07.04,93. Бюл. М 13

P1) Киевский государственный университет им. Т.Г. Шевченко (72) М,Ю. Баженов, Ю,М. Барабаш, K.Ã. Кувшийский, В.А. Павлов и Е.д. Сенченко . (56) Зюбрик А.И. Устройство управления фо, тотермопластической записью. Приборы и техника эксперимента, 1981 г. М Р2, с. 229.

Находкин Н,Г, и др. Управление качеством изображения на термопластических средах. Успехи научной фотографии, 1985, т, XXIII с. 182 — 187, Акаев А,А. и др. Универсальное устройство управления процессом записи голограмм на фототермопластические носители.

Сб. Голографические методы хранения, преобразования и обработки информации, 1983 г. ФПИ, Фрунзе, с. 29 — 37, Изобретение относится к области голографии. в частности, к устройствам для регистрации голограмм на плен ках термопластических фотопроводников (ТФ), которые могут работать в циклическом автоматическом режиме, .

Целью изобретения является повыше ние надежности работы устройства за счет предотвращения перегрева пленок ТФ при работе устройства в циклическом автоматическом режиме регистрации голограмм.

На фигуре представлена блок-схема устройства. Она содержит пленку 1 полимерного фотопроводника, нанесенную на стеклянную подложку 2 с токопроводящим подсловм 3, источник 4 когерентного электромагнитного излучения — Не — Ne лазер, оптическую схему 5 формирования голограмм, электромеханический затвор 6, блок 7 высокого напряжения с коронирующим электро 2U,, 1807444 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ ОПТИЧЕСКИХ ГОЛОГРАММ НА ТЕРМОПЛАСТИЧЕСКИХ НОСИТЕЛЯХ (57) Устройство для регистрации голограмм на фототермопластических носителях относится к области голографии, Сущность: для предотвращения перегрева пленки при работе в циклическом автоматическом режиме в устройство регистрации голограмм вводят цепь обратной связи по средней температуре пленки. При превышении температуры пленки некоторого характерного для нее значения, соответствующего началу спада потенциала при зарядке, циклическая работа устройства прерывается, Пленка остывает до заданной температуры и устройство может возобновить свою работу. 1 ил, хан дом 8. электронное реле 9 времени зарядки пленки ТФ, электронное реле 10 времени экспонирования, электронное реле 11 времени проявления скрытого иаображения ro-; QQ лограммы, электронное реле 12 времени ( считывания голограммы, электронное реле

13 времени стирания голограммы, блок 14: д формирования управляющих сигналов по р значению дифракционной эффективности (и) с фотоприемником 15, ключевой коммутатор 16, электронное реле 17 времени охлаждения, датчик 18 температуры, интегратор 19, компаратор 20, ключевую а схему 21, гнездо "Запуск" внешнего автоматического запуска и кнопку "Пуск" внутреннего ручного запуска, Блок! получения скрытого изображения включает в себя источник 4 когерентного электромагнитного излучения, оптическую схему 5 формирования голограммы, элект1807444 ромеханический затвор 6, блок 7 высокого считывания, после окончания работы реле напряжения с коронирующим электродом 8, 12 запускается реле 13 времени стирания. электронные реле9и 10, Блок!! управления При этом происходит стирание записи по нагревомвключаетэлектронныереле11,12, заданной ц путем повторного нагрева тер13, 17, ключевой коммутатор 16, блок 14 5 мопластического слоя. После этого происхоформирования управляющих сигналов по дит охлаждение термопластического слоя в значению дифракционной эффективности. основном за счет теплоотвода в подложку, Блок lll обратной связи по средней темпе- длительность охлаждения определяется ратуре пленки ТФ включает в себя интегра- временем срабатывания реле 17. При работор19, компаратор 20 и ключевую схему 21, 10 те в циклическом режйме, т.е, при конечном соединенные последовательно. Выход ком- времени охлаждения, после окончания рапаратора 20 соединен с управляющим вхо- боты реле 17 через открытую ключевую схедом ключевой схемы 21, сигнальный вход му 21 вновь запускается, реле 9 времени ключевой схемы соединен с выходом блока зарядки и весь цикл записи повторяется.

11 нагрева — реле 17, а выход ключевой схемы — со входом блока 1 получения скры- При практически используемых режитого изображения — реле 9.. мах циклической записи постоянная времеРабота устройства осуществляется сле- . ни цикла i 10 с, Термопластический дующим образом, При включении устройства слой за время охлаждения не успевает осты- все электронные реле времени устанавлива- 20 вать до исходной температуры из-за ограниются в исходное состояние — логический "0" ченной скорости отвода тепла из слоя в на выход, ключевой коммутатор 16 закрыт, окружающее пространство. Поэтому с течеключевая схема 21 находится в замкнутом нием времени средняя температура слоя не-. состоянии, поскольку пленка ТФ не нагрета и прерывно возрастает, При температуре сигнал на выходе интегратора 20 недостато- 25 выше некоторой, характерной для данного чен для срабатывания компаратора 20,, типа термопластической среды, резко возПроцесс регистрации начинается с растают величина накопленного в объеме внешнего запуска электронного реле 9 вре- слоя заряда и ток утечки через него, образумени зарядки, которое задает время работы ются локальные пробои поверхности. Все блока 7 высокого напряжения с коронирую- 30 это приводит к уменьшению сил скрытого щим электродом 8, а также время работы изображения. Последнее ведет к увеличеэлектромеханического затвора 6, перекры- нию температуры проявления, т.к. при вающего луч света. на время зарядки повер- уменьшении силы деформация происходит хности пленки ТФ, По заднему фронту медленнее. Это ускоряет перегрев слоя, в импульса зарядки запускается реле 10 вре- 35 результате чего он на протяжении нескольмени экспонирования, в течение времени ких таких циклов записи может выйти из работы которого происходит регистрация строя. В то же время, если при нагреве до голограммы с помощью квантового генера- такой критической температуры дать возтора 4 и оптической схемы 5 формирования можность слою остыть, после этого возмож- . голограммы. но проведение многих сотен и тысяч циклов.

При экспонировании формируется В предлагаемомустройствеописаннаяопескрытое электростатическое изображение. рация осуществляется следующим образом, После окончания работы реле 10 запускает- Температура термопластического слоя изся реле 11 времени проявления и через блок меряется с помощью датчика 18 — радиаци14 открывает ключевой коммутатор 16. При 45 онный термоэлемент или контактный. этом происходит нагрев проводящего под- . датчик. Сигнал с его выхода поступает на слоя пленки ТФ, скрытое изображение пре- интегратор 19, имеющий постоянную времеобразуется в геометрический рельеф нипорядкаединицсекунд;чтопозволяетполповерхности. Ограничение нагрева осуще- ностью исключить влияние импульсного ствляется подостижении заданной r с по- 50 нагрева на величину. средней температуры мощью блока 14. подложки. С выхода интегратора сигнал, проЗакреплениерельефа поверхности про- порциональный средней температуре подисходит при охлаждении термопластиче- ложки, поступает на один из входов ского слоя в основном за счет теплоотвода компаратора20. Надругой входподается сигв подложку. После проявления информация 55 нал, соответствующий заданной температуможет быть считана и обработана в соответ- ре, При повышении температуры подложки ствии с требованиями пользователя. Дли- дозаданногозначениясрабатываеткомпарательность считывания задается с помощью тор 20 и сигнал с его выхода запирает ключереле 12. При работе устройства в цикличе- вую схему 21, обрывая дальнейшую ском режиме, т.е. при конечном времени

1807444 циклическую работу устройства. Термопластический слой и подложка начинают остывать эа счет теплоотвода в окружающую среду. При понижении температуры подложки до заданной компаратор возвращается в исходное положение. При этом ключевая схема 21 отпирается, устройство вновь начинает циклическую регистрацию информации при автоматическом или ручном запуске реле 9 времени зарядки, Гистерезис срабатывания компаратора может регулироваться в зависимости от геометрии подложки, т.е постоянной времени охлаждения и типа используемых пленок ТФ. При временном прекращении работы устройства возможна регистрация информации на других, установленных параллельно, пленках ТФ. Определенного продления работоспособности слоев можно добиться путем увеличения длительности охлаждения, однако это приводит к резкому снижению частоты циклической записи, что нарушает заданный пользователем режим работы устройства.

Пример конкретного исполнения. В качестве термопластического фотопроводника используют полиэпоксипропилкарбазол, сенсибилизированный 4 масс. динитрофлуорендицианометилена. Пленка укаэанного состава толщиной 1 мкм нанесена на стеклянную подложку толщиной 2,5 мм, покрытую прозрачным слоем ЯпОр. Проводится цикли-: ческая регистрация голограммы Френеля диффузного транспаранта. Длительность зарядки 0,1 с, экспонирования — 0,05 с, начального проявления — 5 ус, считывания — 0,1 с, начального стирания - 8 мс, охлаждения — 0,3 с, частота циклической регистрации 2 Гц, температура акружающей среды 20 С. Спустя

120 циклов "запись — стирание" температура подложки повышается до 60 С. При превышении этой температуры резко возрастает электропроводность слоя и развиваются локальные дефекты слоя, поскольку пленка ТФ начинает переходить в вязко-текучее состояние. При этом температуре, измеренной с помощью полупроводникового термистора или контактной термопары с точностью

+ 0,5 С, сигнал на выходе интегратора достигает порога срабатывания компаратора

0,6 В, последний срабатывает, на ,его выходе появляется логическая

" 1 ", ключевая схема запирается, обрывая цепь запуска реле времени зарядки, Циклическая регистрация прекращается, Слой остывает в течение 3 мин при естественном охлаждении и около

1 мин при принудительном. При снижении температуры до 35 С сигнал на выходе интегратора падает до 0,35 В, компаратор воэ20

30

40 тины, блок управления нагревом, датчик

45 температуры и фотоприемник, установлен50

15 вращается в исходное состояние и ключевая схема отпирается, разрешая циклическую работу устройства, При необходимости продолжить циклическую регистрацию информации на данной пленке устройство запускается путем внешнего автоматического(гнездо "Запуск" ) или внугреннего ручного запуска (кнопка "Пуск" ). Вновь повторяется серия циклов регистрации, температура слоя при этом повышается до

60"С, устройство прекращает циклическую регистрацию описанным выше образом.

Слой охлаждается, после чего опять может быть проведена серия циклов "запись-стирание". Общее число циклов при такой работе превышает 3000, В устройстве предусмотрено регулирование порогов срабатывания и возвращения компаратора в исходное состояние. что необходимо при изменении состава ТФ, геометрии слоя и частоты регистрации.

Предлагаемое устройство обеспечивает оптимальные условия зарядки и формирования скрытого изображения на пленках ТФ, значительно снижает порчу поверхности слоя, что способствует повышению срока службы слоев и повышает отношение сигнал/шум. Кроме того, за счет исключения перегрева слоя ускоряется фиксирование проявленного изображения, что способствует снижению эффекта "запаздывания" и повышает достоверность реконструкции исходного волнового фронта, Все это улучшает качество получаемых записей, Формула изобретения

Устройство для регистрации оптических. голограмм на термопластичееких носителях, состоящих из пленки термопластических фотопроводников, нанесенных на стеклянную подложку с проводящим покрытием, содержащее блок-получения скрытого изображения, включающий оптическую схему формирования интерференционной карный в плоскости восстановления изображения; выход фотоприемника. подключен к блоку формирования управляющих сигналов по значению дифракционной эффективности, при этом один из выходов блока управления нагревом связан с входом блока формирования управляющих сигналов по значению дифракционной эффективности, выход которого соединен с входом ключевого коммутатора, выход последнего подключен к проводящему покрытию термопластического носителя, о тл и ч а ю щ е е с я тем., что, с целью повышения надежности устройства, в него введены интегратор, компаратор и ключевая схема, со-единенные последовательно, вход

7 1807444 . . 8 интегратора соединен с выходом датчика гревом,а выход — свходомблокаполучения температуры, второй вход ключевой схемы скрытого изображения, соединен с выходом блока управления наРедактор

Заказ 1379 : 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

1

I !

1

1

I

Составитель :Е.Сенченко

Техред М.Моргентал . Корректор М.Андрушенко.