Способ контактного копирования голограмм и голографических отпечатков

Изобретение относится к голографии и предназначено для копирования голограмм и для изготовления голограмм Денисюка. Способ включает стадии, на которых неэкспонированный светочувствительный материал (1) располагают параллельно копируемой голограмме (3) и освещают когерентным излучением в виде узкой щели. Излучение образует зону освещения (5), которая остается параллельной проекции направления (6) падения когерентного излучения на плоскость копируемой голограммы, и эту зону перемещают по поверхностям неэкспонированного светочувствительного материала и копируемой голограммы в направлении (10), перпендикулярном указанной проекции. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к голографическим технологиям. Оно предназначено для контактного копирования голограмм и голографических отпечатков с применением лазера импульсного или постоянного действия. Возможно также применение данного изобретения для изготовления голограмм Денисюка рельефных объектов (монет, барельефов и т.д.).

Уровень техники

Известен способ контактного копирования голограмм по патенту США №4416540, согласно которому неэкспонированный светочувствительный материал, нанесенный на основу и расположенный параллельно плоскости копируемой голограммы, над ней или под ней, освещают пучком когерентного лазерного излучения в виде узкой щели. Когерентное лазерное излучение восстанавливает изображение, записанное в голограмме, формируя объектный пучок света, одновременно действующий как опорный пучок на неэкспонированный светочувствительный материал. В результате интерференции падающего пучка и восстановленного из голограммы, в неэкспонированный светочувствительный слой записывается информация, содержащаяся в копируемой голограмме. Зона копируемой голограммы, освещенная пучком падающего когерентного света в виде узкой щели, перпендикулярна проекции когерентного света, направленного на поверхность копируемой голограммы. Зону узкой щели перемещают по поверхности неэкспонированного светочувствительного материала в направлении, параллельном направлению падения указанной проекции когерентного света на поверхность копируемой голограммы.

Недостаток данного способа контактного копирования состоит в том, что часть неэкспонированного светочувствительного материала, освещенная падающими объектным и опорным пучком, остается неосвещенной объектным пучком, содержащим голографическую информацию копируемой голограммы. Это происходит из-за того, что зона в виде узкой щели, освещенная пучком когерентного лазерного излучения, восстанавливающего изображение копируемой голограммы и одновременно являющегося опорным пучком для неэкспонированного светочувствительного материала, перпендикулярна проекции направления падения когерентного света на поверхность копируемой голограммы. Поэтому данным способом записывается не только полезная информация, но и паразитные шумы, ухудшающие качество копии. Зона паразитной засветки тем больше, чем дальше копируемая голограмма находится от неэкспонированного светочувствительного материала, и чем меньше угол падения когерентного пучка света во время контактного копирования голограммы. Поскольку сама копируемая голограмма записана на светочувствительный материал и нанесена на ту же основу, расстояние между копируемой голограммой и неэкспонированным светочувствительным материалом существует всегда, а угол падения пучка когерентного света может достигать 15-20 градусов.

Раскрытие изобретения

Цель предлагаемого изобретения состоит в улучшении качества копирования голограмм и голографических отпечатков, а также в обеспечении возможности изготавливать голограммы Денисюка рельефных объектов (монет, картин и т.д.).

Цель достигается тем, что в предлагаемом способе неэкспонированный светочувствительный материал, нанесенный на основу и размещенный параллельно плоскости копируемой голограммы или голографического отпечатка, освещают пучком когерентного лазерного излучения в виде узкой щели так, чтобы освещенный участок неэкспонированного светочувствительного материала оставался параллелен проекции направления падения когерентного пучка света на поверхность копируемой голограммы или голографического отпечатка. Далее эту освещенную зону перемещают по поверхности неэкспонированного светочувствительного материала и по поверхности копируемой голограммы или голографического отпечатка в направлении, перпендикулярном направлению падения когерентного пучка света, который освещает голограмму или голографический отпечаток и восстанавливает изображение копируемой голограммы или отпечатка, на плоскости поверхностей неэкспонированного светочувствительного материала.

Длина узкой щели светового пятна, освещенного когерентным лазерным излучением, в том месте, где этот пучок падает на поверхность светочувствительного материала, по меньшей мере, на 1% больше длины копируемой голограммы и длины неэкспонированного светочувствительного материала.

Световое пятно когерентного лазерного излучения имеет форму узкого прямоугольника или удлиненного овала.

Рекомендуется использовать импульсное лазерное излучение, а распределение энергии пятна может иметь П-образную форму.

Копируемая голограмма может быть освещена когерентными излучениями различных цветов (длин волн) одновременно. Можно также освещать копируемый материал излучением различных цветов (длин волн) последовательно один за другим.

Предлагаемый способ улучшает качество копирования голограмм и голографических отпечатков, а также дает возможность изготавливать голограммы Денисюка рельефных объектов.

Краткое описание чертежей

Предлагаемый способ поясняется чертежами, на которых:

- на Фиг.1 показана схема предлагаемого способа копирования голограмм (вид сбоку);

- на Фиг.2 показана схема предлагаемого способа копирования голограмм (вид спереди);

- на Фиг.3 показана схема предлагаемого устройства для копирования голограмм.

Осуществление изобретения

Способ по настоящему изобретению включает следующие стадии:

- неэкспонированный светочувствительный материал 1, нанесенный на твердую или гибкую, прозрачную или непрозрачную основу 2, помещают на или под копируемую голограмму или голографический отпечаток 3, помещенную на основу 4 так, чтобы плоскости их поверхностей были параллельны друг другу (Фиг.1);

- неэкспонированный светочувствительный материал 1 и копируемую голограмму или голографический отпечаток 3 освещают пучком когерентного лазерного излучения в виде узкой щели, падающим на копируемую голограмму или голографический отпечаток 3 в направлении 6, восстанавливая записанную в ней информацию - голографическое изображение (Фиг.1 позиция 7);

- это изображение интерферирует с восстановившим его лазерным когерентным излучением в толще неэкспонированного светочувствительного материала и записывается в нем в виде копии голограммы или голографического отпечатка (Фиг.1 позиция 8);

- зона 5, освещенная пучком когерентного лазерного излучения в виде узкой щели, параллельна проекции направления 6 освещения на плоскость поверхности копируемой голограммы 3;

- направление 6 освещения подбирают так, чтобы максимальная яркость восстановленного изображения была перпендикулярна плоскости копируемой голограммы;

- длина зоны 5, освещенной пучком когерентного лазерного излучения в виде узкой щели, по меньшей мере на 1% больше длины копируемой голограммы или голографических отпечатков 3 и длины 9 неэкспонированного светочувствительного материала 1;

- зону 5 непрерывно перемещают в направлении 10, перпендикулярном проекции направления 6 падения когерентного пучка света на поверхность копируемой голограммы или голографического отпечатка 3.

В устройстве (Фиг.3) для осуществления способа копирования голограмм и голографических отпечатков по настоящему изобретению в качестве источника когерентного излучения используются импульсные лазеры 11, излучающие свет в трех разных спектральных диапазонах: красном, зеленом и синем.

В направлении излучения лазера 11 предусмотрены управляемые компьютером вращающиеся фазовые пластины 12, поляризаторы 13, очистители пучка - телескопические пространственные фильтры 14, компенсаторы 15, корректирующие поляризацию, зеркала 16 и сумматор 17, направляющий излучения трех разных спектральных диапазонов света. Далее на пути излучения предусмотрена система 18 формирования геометрии и направления пучка со встроенной овальной или прямоугольной щелью 19.

Система 18 формирования геометрии и направления пучка установлена на модуле линейного перемещения 20, управляемом компьютером. Перемещение происходит в направлении 21.

Пучок, сформированный системой 18 формирования геометрии и направления пучка, направляют на зеркало 22, расположенное так, что отраженный зеркалом 22 пучок падает на неэкспонированный прозрачный светочувствительный материал 1 в направлении 6 таким образом, чтобы освещенная зона 5, образующаяся на поверхности голограммы или голографического отпечатка 3, была параллельна проекции направления 6 падения когерентного пучка света на поверхность голограммы 3 и восстанавливала записанное в голограмме изображение таким образом, чтобы максимум яркости изображения был перпендикулярен плоскости поверхности копируемой голограммы 3.

Ширина 23 зеркала 22 подбирается так, чтобы отраженный от него пучок когерентного излучения освещал зону 5, перемещая ее при помощи модуля линейного перемещения 20, освещая нужную область копируемой голограммы 3 и в то же время экспонируя необходимую площадь неэкспонированного светочувствительного материала 1.

Длина 24 зеркала 22 подбирается так, чтобы пучок отраженного когерентного излучения, падающий на копируемую голограмму, создавал зону 5, длина которой, по меньшей мере, на 1% больше длины копируемой голограммы 3 и длины 9 неэкспонированного светочувствительного материала 1.

Способ осуществляют следующим образом.

Каждая из длин волн излучения лазера 11 должна соответствовать длинам волн объемного изображения, создаваемого цветной (или одноцветной) копируемой голограммой или голографическим отпечатком 3. Баланс цветов регулируется при помощи фазовых пластин 12 и поляризаторов 13, управляемых компьютером.

Пучки лазера 11 очищаются телескопическими пространственными фильтрами 14, а поляризация компенсируется компенсаторами 15, корректирующими поляризацию.

Затем пучки направляют на направляющий сумматор 17 излучения трех разных спектральных диапазонов света с помощью зеркал 16.

Из направляющего сумматора 17 пучки аналогичным образом направляют в систему 18 формирования геометрии и направления пучка, из которой пучок, сформированный в виде узкой прямоугольной (или вытянутой овальной) щели 19, направляют на плоское либо другой формы зеркало 22, от которого пучок отражается и падает на копируемую голограмму или голографический отпечаток 3 и на неэкспонированный светочувствительный материал 1.

Ширина 23 зеркала 22 подбирается так, чтобы, перемещая при помощи моторизованного модуля линейного перемещения 20 освещенную зону 5, сформированную отраженным от зеркала 22 пучком когерентного излучения, соответствующим образом освещалась нужная область копируемой голограммы 3 и экспонировалась нужная область неэкспонированного светочувствительного материала 1. Длину 24 зеркала 22 подбирают такой, чтобы пучок отраженного когерентного света, падающий на копируемую голограмму, создавал освещенную зону 5, длина которой была бы, по меньшей мере, на 1% больше копируемой голограммы 3 и длины 9 неэкспонированного светочувствительного материала 1. Узкий пучок когерентного лазерного излучения падает на нанесенный на твердую или гибкую основу неэкспонированный светочувствительный материал 1, размещенный над или под копируемой голограммой или голографическим отпечатком 3. Пучок лазерного излучения падает в направлении 6 таким образом, чтобы освещенная зона 5 была параллельна проекции направления 6 падения пучка когерентного излучения на плоскость копируемой голограммы 3.

Система 18 формирования геометрии и направления движения пучка установлена на управляемом компьютером моторизированном модуле линейного перемещения 20, обеспечивающем равномерное перемещение в направлении 21. В то же время моторизированный модуль линейного перемещения 20 обеспечивает продвижение пучка когерентного излучения в направлении 10, перпендикулярном проекции направления 6 падения на копируемую голограмму пучка когерентного излучения, освещающего копируемую голограмму. Это, в свою очередь, позволяет равномерно экспонировать неэкспонированный светочувствительный материал и копируемую голограмму, обеспечивая равномерное записывание восстановленной из копируемой голограммы информации.

Предлагаемый способ позволяет улучшить качество копирования голограмм и голографических отпечатков и дает возможность голографически копировать рельефные объекты (монеты, картины и т.д.) путем получения голограмм Денисюка.

1. Способ контактного копирования голограмм и голографических отпечатков, в котором неэкспонированный светочувствительный материал (1), нанесенный на основу и расположенный параллельно плоскости копируемой голограммы или голографического отпечатка (3), освещают пучком когерентного лазерного излучения в виде узкой щели и перемещают освещенную зону по поверхности неэкспонированного светочувствительного материала (1), отличающийся тем, что указанный пучок когерентного лазерного излучения в виде узкой щели направляют таким образом, чтобы освещенная указанным пучком зона (5) на неэкспонированном светочувствительном материале (1) оставалась параллельна проекции направления (6) падения когерентного излучения на плоскость поверхности копируемой голограммы или голографического отпечатка (3), и перемещают указанную зону (5) по поверхностям неэкспонированного светочувствительного материала (1) и копируемой голограммы или голографического отпечатка (3) в направлении (10), перпендикулярном проекции направления падения пучка когерентного излучения, освещающего копируемую голограмму или голографический отпечаток (3) и восстанавливающего изображение указанной голограммы или указанного отпечатка на плоскости поверхности неэкспонированного светочувствительного материала.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что пучок когерентного лазерного излучения в виде узкой щели формируют таким образом, чтобы длина освещенной зоны (5) в том месте, где этот пучок падает на поверхность светочувствительного материала (1), была, по меньшей мере, на 1% больше длины копируемой голограммы или голографического отпечатка (3).

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что пучок лазерного излучения в виде узкой щели имеет форму узкого прямоугольника или удлиненного овала.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что копируемую голограмму или голографический отпечаток (3) освещают когерентными излучениями нескольких длин волн одновременно.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что копируемую голограмму или голографический отпечаток (3) освещают когерентными излучениями различных длин волн последовательно.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что лазерное излучение является импульсным, а распределение энергии излучения может иметь П-образную форму.