Способ голографической записи

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТЗЛЬСТЗУ

Союз Соаетсииз

Соцналистицесеа

Республик (и> 61 6871 (6!) Дополнительное к авт. свил-sy(22} Заявлено 14Л2.76 (2 ) 2430364/18-25 с присоединением заявки №(23) ПриоритетОпубликоваио15.01.79.Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 20.01.79

2 (5i) М. Кл.

G 03 Н 1/04

Гюсударатнннньй каинщт сссР е делан нзобретеннй н ютнрытнй (53) Д (772.99 (088.8) (72) Авторы изобретения

И. Б. Баркаи, С. И. Маренников и М. В. Эитин

Институт физики попупроводников Сибирского отделения АН СССР и Новосибирский государственный университет (7! } Заявители (54) СПОСОБ ГОЛОГРАФИЧЕСКОЙ ЗАПИСИ д " 4 ф

Изобретение относится к гопографии=;,:

Известен способ голографической записи инфракрасного изображения на холостерических жидких кристаллах (1), где запись обусловлена 5 5 — аффектом (бЕ(Ес11чЕ scatter1ng- сепективное рассеяние): изменением оптической актив ности хопостерического жидкого криста па при нагревании. Запись голограмм осуществлялась на экране с хопастерическим жидким кристаллом на длине. BcLKны 10,6 мкм. В нагретых местах акрана изменялась длина сепективно рассеянного света и для данной вопны (например, 0,63 мкм) изменялся угол поворота плоскости поляризации света Поатому при просвечивании акрана через скрещенные поляроиды излучением с длиной волны 0,63 мкм записанный тепловой рельеф, трансформированный в чернобелую картину, давал восстановленное изображение. При атом р зрешение оценено в 40 пиний/мм.,йпя фиксированной длины волны интенсивность рассеянного света имеет максимум при опредепенной температуре

Способ голографической записи инфракрасного изображения заключается в предварительном подогреве жидкого крис5 тапла до температур, близких к температуре максимума 55 - аффекта, и после.дующей записи гсиюграмм инфракрасного изображения обычным способом.

Однако такой способ гопографической

N записи имеет низкое разрешение (40 штрих/мм), инерционность 0,1 с, низкую эффективность дифракпии, а кроме того отсутствует возможность фильтраций высоких пространственных частот записываемой голограммы инфракрасного изображения.

Известен способ голографической записи в фотопроводящих пироалектриках (например, ниобат пития} путем освеще ния объекта инфракрасным излучением и дополнительным однородным импульсным изпучением и записи интерференционной

616871 Д или непрерывной суммы синусоидальных составляющих. Величина, обратная прост ранственному периоду / / " / любой из пространственных компонет суммы, называется пространственной частотой этой компоненты в указанном направлении.

to При задержке дополнительного "закрепляющего" излучения на время

2 Ф / o закрепляются простран"1, Ol стнениые частоты голограммы инфракрасФ f

15 рого изображения, меньшие чем 10 см, при этом отфильтровываются более высокиэ частоты.

Пример l . Фотопроводящий пироэлектрик - кристалл ниобата лития с

20 примесью 0,07 вес.7 железа. Коэффициент температуропроводиости кристалла

O = 0,013 см /с.

Производят фильтрацию пространственных частот инфракрасного изображения, бопьших 108 см . Запись голограммы

Производят по двухлучевой схеме. B качестве источника инфракрасного излуче ния берут импульсный СОпазер, длина воины 5,4 мкм интенсивность излучения

1 МВтlсм, длительность импульса

50 ис. Иля фильтрации у записываемой гопот раммы инфракрасного изображения пространственных частот, больших чем

10Зсм, однородное излучение 0,53 мм (2-я гармоника неодимового лазера) с интенсивностью 10 МВт/см и длительностью импульса 50 ис задерживают во времени as 2 мис.

Пример 2. Фотопроводящий пи4е роелектрик — кристалл ииобата лития с цримесью 0,07 весЛ железа. Коэффициент температуропроводиости кристалла

Q:= 0,013 см /с. картины, образованной предметным и опорным пучками (2).

Укаэанный способ записи голограмм не позволяет управлять временем закрепления и производить фильтрацию высоких пространственных частот записываемой голограммы инфракрасного изображения.

Йель изобретения - изменение днвпаэона . записываемых частот за счет изменения времени закрепления голограммы.

Поставленная цель достигается тем,, что дополнительное освещение задерживают на время 2,5 10 A /î, где

A нижняя граница фильтруемых пространственных частот, O - коэффициент темп ературопроводности пироэлектрика.

Сущность способа заключена в том, что при поглощении импульсного инфракрасного излучения, имеющего, например, вид решетки (интерференция двух плоских инфракрасных волн - простейший вариант двухлучевой схемы), в пироэлектрике создается тепловая решетка, модулирующая спонтанную поляризацию кристалла (благодаря пироэффекту). В результате в пироэлектрике возникает электрическое поле, имеющее вид решетки, т. е, пол иостыо повторяющее пространственное распределение интенсивности света в инфракрасной голограмме.

Такая тепловая решетка с амплитудой дТ релаксирует по закону: лТ(+) =* дТ@ (-т. /С), где время < определяет ся коэффициентом температуропроводнос ти пироэлектрика О и периодом решеч

A ки P = —; — р —, где А - длина

2Мп—

2 волны инфракрасного излучения, 9 угол между инфракрасными интерферирующими лучами (двухлучевая схема):

25 . <0 h ф 1

OI

Если одновременно с инфракрасным излучением осветить пироэлектрик дополнительным импульсным одноро.дным излу ченкем, вызывающим фот опроводимость, то произойдет процесс закрепления инфра» красной голограммы в кристалле. Если же действие этого дополнительного излучения сместить на время,большее чем Г,то эффект закрепления инфракрасной голограммы не осуществится ибо к моменту начала действия дополнительного излучения тепловая решетка уже исчезает.

Если к произвольному двухмерному распредеМению комплексных амплнтуд света (голограмма) применить основную теорему анализа Фурье, то это распределение можно записать в виде дискретной

Производ ят фильтрацию пространственных частот инфракрасного изображении, больших 10 см . Запись голограммы производят по двухлучевой схеме. В ка- честве источника инфракрасного излучени:я берут импульсный СО паэер, длина волны 5,4 мкм, интенсивность излучения 20 КВЫсьР, длительность импупь са 50 нс. Йля фильтрации у записываемой голограммы инфракрасного изображеиия пространственных частот, больших чем 10 см, однородное излучение

И -1

0,53 мм (2-я гармоника иеодимового лазера) с интенсивностью 2 КВв/см и

8 61687 длительностью импульса 100 нс задерживают во времени на 200 мкс.

Использование предлагаемого способа голографической записи инфракрасного изображения обеспечивает, возмож . 9 ность фнлжрацнн высоких пространственных часгот записываемой голограммы ннфракрасного изображения; ВОзмОжнОсть . создания набора голограмм с различной степенью филвграпнн пространственных lO частот одного н того же инфракрасного изображения; всзможность оптического управления днфракцнонной еффектнвностью записываемой голограммы инфракрасного изображения. М

Формула изобретения

Способ годографнческой записи инфракрасных голограмм в фотопроводяшнх пнроедектрнках путем освешення объекта инфракрасным излучением н дополннтель ным однородным импульсным излучением

1 б н записи интерференционной картины, образованной предмечным н опорным пучка=. ми, о т л н ч а ю m н и с я тем, что, с целью изменения диапазона записывав» мых частот путем нзменення времени зак» реплення голограммы, допоаннтепьное ос»

heme5ae задерживают на время

-> Л

t =гв о де A - нижняя граннда филыруемых пространственных частот, М - коеффнднент температуропроводности пнроелектрнков.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе. .

i. Ь1арвоп w.À.,ВееЖ чЕ.А. Визуализация инфракрасных голограмм в реальном масштабе времени App8 ОрФ." 1970, bio 9 р. 499.

2. Заявка % 2430297/25, кп. 8 03 Н l/04, 09Я2.76, по которой принято попожнтепьное решение.

Составитедь Л» Артамонова

Редактор Е. Месропова Техред;Н. Бабурка Корректор, Л. Василина

Заказ 7832/60 Тираж Я7 Подписное

БНИИПИ Государс гвенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Фнпиап ППП "Патент, г. Ужгород, уа, Проектная, 4