Регистрирующие среды для голографии

Сентябрь 15, 2022

Главная
Физика
Регистрирующие среды для голографии

Содержание

2. Техника голографического эксперимента – регистрирующие среды
3. Применение голографических светочувствительных сред Изобразительная голография Изготовление голограммных оптических элементов Информационные технологии - архивная голографическая память
4. Типы голограмм в зависимости от характеристик: схемы регистрации – угол между интерферирующими пучками соотношения между Т
5. Фотоотклик регистрирующей среды коэффициент поглощения (α); показатель преломления (n); толщина материала (Т); амплитудная голограмма; фазовая голограмма;
6. Техника эксперимента Режим работы источника излучения – непрерывный, импульсный Спектральный состав излучения используемого источника Мощность источника
7. Основные характеристики регистрирующих сред Чувствительность Характеристическая кривая Разрешение Динамический диапазон Функция передачи модуляции -Частотно-контрастная характеристика
8. Оценка чувствительности регистрирующих сред для голографии Энергетическая чувствительность: голографическая чувствительность – Hопт , H1%; Hопт (ДЭ
9. Чувствительность В нашей стране под интегральной чувствительностью (S) понимают величину, обратную количеству освещения, которое необходимо для
10. Экспозиция Энергетическая экспозиция, Н, – количество энергии излучения, приходящееся на единицу площади освещаемого участка за период
11. Запись голограмм в линейном и нелинейном режиме В линейном режиме записи амплитуда голограммы прямо пропорциональна воздействующей
12. Динамический диапазон Динамический диапазон регистрирующих сред характеризует возможность линейной регистрации сигнала (информации) на данном материале. Эта
13. Характеристическая кривая CMOS матрицы фотоаппарата Демонстрация линейной зависимости фотоотклика среды от экспозиции
14. Динамический диапазон регистрирующих сред для голографии Imin – ограничен уровнем сигнал/шум; Imax – ограничен уровнем сигнала,
15. Зависимость суммарной амплитуды фазовой модуляции наложенных голограмм
16. Разрешение Разрешение светочувствительного материала (R), как правило, определяется значением максимальной пространственной частоты голограммы, которая может быть
17. Разрешение – R, мм -1; ФПК – функция передачи контраста; ЧКХ – частотно-контрастная характеристика; зависимость амплитуды
18. Частотно-контрастная характеристика Функция передачи модуляции - (частотно-контрастная характеристика) зависимость амплитуды записанной в регистрирующей среде синусоидальной решетки
19. Частотно-контрастная характеристика 1 – Диффен, 2 - фотоматериал
20. Основные характеристики регистрирующих сред Чувствительность Разрешение Динамический диапазон Функция передачи модуляции
21. Регистрирующие среды со скрытым изображением Инициированные световым воздействием изменения параметров регистрирующей среды непосредственно в процессе записи
22. Галогенидо-серебрянные регистрирующие среды – среды со скрытым изображением для получения статических голограмм Процесс получения голограмм экспонирование;
23. Что происходит в галогенидосеребряном материале при воздействии излучения? 2AgBr + hy = 2Ag + Br2 Особенность
24. Полимерные регистрирующие среды для голографии (Среды со скрытым изображением) Фотополимеризующиеся системы (полимерные слои, содержащие компоненты, полимеризующиеся
25. Основные требования к материалам для получения объемных статических голограмм (использование в качестве оптических элементов) высокая разрешающая
26. Конструирование регистрирующих сред для голографии Принцип композиционной структуры: жесткий каркас + светочувствительная композиция; Композиционные материалы на
27. Источники излучения для работы с материалом на основе ФХ
28. Характеристики материала «Диффен» Этапы получения голограммы: Запись информации в виде скрытого изображения Усиление скрытого изображения –
29. Полимерные регистрирующие среды для голографии (Среды со скрытым изображением) Фотополимеризующиеся системы (полимерные слои, содержащие компоненты, полимеризующиеся
30. фиксирование: выход кислорода очувствление материала: насыщение кислородом запись голограммы S1 + hν → S1* → S3*
31. реоксан с постэкспозиционным отбеливанием насыщение материала кислородом запись голограммы удаление кислорода фотообесцвечивание красителя-сенсибилизатора
32. голограммы в пористом стекле экспонирование проявление, фиксирование травление удаление оболочек
33. фототерморефрактивное стекло образование центров агрегации агрегация, образование центров кристаллизации образование микрокристаллов Ce4+ облучение λ = 325
34. формирование голограмм в кристаллах флюорита фотоионизация простых центров окраски диффузия вакансий и электронов в узлы интер-ференционной
35. спектральные характеристики голограмм в кристаллах флюорита D – оптическая плотность, η − дифракционная эффективность, R -
36. Сравнительные характеристики голограмм в неорганических средах
37. Разработки Государственного Оптического института Предложен ряд нетрадиционных подходов к созданию регистрирующих сред, возможности которых далеко не
38. Динамические регистрирующие среды Регистрирующая среда динамическая – инициированные световым воздействием изменения параметров регистрирующей среды происходят непосредственно
39. Фоторефрактивные динамические среды При экспонировании изменяется показатель преломления n. Фоторефрактивные кристаллы: ниобат лития (LiNbO3); ниобат лития*
40. Динамические регистрирующие среды Регистрирующая среда динамическая – инициированные световым воздействием изменения параметров регистрирующей среды происходят непосредственно
41. Фоторефрактивные динамические среды При экспонировании изменяется показатель преломления n. Фоторефрактивные кристаллы: ниобат лития (LiNbO3); ниобат лития*
43. Скачать презентацию

Слайд 2

Техника голографического
эксперимента –
регистрирующие среды

Слайд 3

Применение голографических светочувствительных сред
Изобразительная голография
Изготовление голограммных оптических элементов
Информационные технологии - архивная

голографическая память

Слайд 4

Типы голограмм в зависимости от характеристик:
схемы регистрации – угол между интерферирующими

пучками
соотношения между Т и d;
модуляция оптического параметра среды;
характера изменения параметров регистрирующей среды при записи – обратимый (динамические) и необратимый (статические голограммы).

Параметры регистрирующей среды

разрешающая способность;
толщина;
фотоотклик материала
реверсивные среды и среды со скрытым изображением;

Слайд 5

Фотоотклик регистрирующей среды
коэффициент поглощения (α);
показатель преломления (n);
толщина материала (Т);
амплитудная голограмма;
фазовая голограмма;
рельефно-фазовая;
Модуляция

оптического параметра

Тип голограммы

Слайд 6

Техника эксперимента
Режим работы источника излучения – непрерывный, импульсный
Спектральный состав излучения используемого

источника
Мощность источника излучения; стабильность установки и отдельных элементов схемы регистрации.

Требуемые параметры РС

Выполнение закона взаимозаместимости
Спектральная чувствительность
Чувствительность (определяет время экспозиции).

Слайд 7

Основные характеристики регистрирующих сред
Чувствительность
Характеристическая кривая
Разрешение
Динамический диапазон
Функция передачи модуляции -Частотно-контрастная характеристика

Слайд 8

Оценка чувствительности регистрирующих сред для голографии
Энергетическая чувствительность:
голографическая чувствительность – Hопт ,

H1%;
Hопт (ДЭ = max),
H1% (ДЭ = 1%);
!!! Количество энергии монохроматического излучения, необходимое для достижения ДЭ = N%
спектральная чувствительность (Sλ);

Слайд 9

Чувствительность
В нашей стране под интегральной чувствительностью (S) понимают величину, обратную количеству

освещения, которое необходимо для получения оптической плотности проявленного фотографического слоя 0,2 сверх вуали.
S измеряется в единицах ГОСТа и ее величина обратно пропорциональна экспозиции, необходимой для достижения искомой плотности.
Под спектральной чувствительностью понимается величина, обратная количеству энергии монохроматического излучения, необходимому для получения оптической плотности проявленного материала, равной единице, сверх оптической плотности вуали.

Слайд 10

Экспозиция
Энергетическая экспозиция, Н, –
количество энергии излучения, приходящееся на

единицу площади освещаемого участка за период освещения, т.е. экспонирования;
иначе: произведение энергетической освещенности (облученности, Е,) на длительность облучения (t).
H = E t

Слайд 11

Запись голограмм в линейном и нелинейном режиме
В линейном режиме записи амплитуда

голограммы прямо пропорциональна воздействующей экспозиции
Иначе: амплитуда модуляции оптического параметра в голограмме прямо пропорциональна плотности энергии, приходящейся на единицу площади данного участка регистрирующей среды.

Слайд 12

Динамический диапазон
Динамический диапазон регистрирующих сред характеризует возможность линейной регистрации сигнала (информации)

на данном материале.
Эта величина играет важную роль при регистрации голограмм, так как возможность линейной регистрации сигнала связана с правильной (неискаженной) передачей интерференционной структуры.

Слайд 13

Характеристическая кривая CMOS матрицы фотоаппарата
Демонстрация линейной зависимости фотоотклика среды от экспозиции

Слайд 14

Динамический диапазон регистрирующих сред для голографии
Imin – ограничен уровнем сигнал/шум;
Imax –

ограничен уровнем сигнала, при котором можно пренебречь нелинейными эффектами
При записи одиночных голограмм
При записи наложенных голограмм
динамический диапазон характеризует
информационную емкость регистрирующей среды:

Слайд 15

Зависимость суммарной амплитуды фазовой модуляции наложенных голограмм

Слайд 16

Разрешение
Разрешение светочувствительного материала (R), как правило, определяется значением максимальной пространственной частоты

голограммы, которая может быть эффективно зарегистрирована.
Разрешение, необходимое для регистрации всех пространственных частот голограммы должно быть R ≥ νmax.
Разрешение можно оценить по формуле
R ≥ 2nSinθ/λ

Слайд 17

Разрешение – R, мм -1; ФПК – функция передачи контраста; ЧКХ –

частотно-контрастная характеристика;

зависимость амплитуды интерференционной картины от пространственной частоты

Слайд 18

Частотно-контрастная характеристика
Функция передачи модуляции - (частотно-контрастная характеристика)
зависимость амплитуды записанной

в регистрирующей среде синусоидальной решетки от пространственной частоты этой структуры.
ФПМ (ЧКХ) более полно характеризует регистрирующий материал, чем предельное значение R.

Слайд 19

Частотно-контрастная характеристика
1 – Диффен, 2 - фотоматериал

Слайд 20

Основные характеристики регистрирующих сред
Чувствительность
Разрешение
Динамический диапазон
Функция передачи модуляции

Слайд 21

Регистрирующие среды со скрытым изображением
Инициированные световым воздействием изменения параметров регистрирующей

среды непосредственно в процессе записи информации являются незначительными и проявляются в результате дополнительной обработки материалов после экспонирования (в процессе постэкспозиционной обработки).
Регистрирующие среды со скрытым изображением обладают, как правило, значительно более высокой чувствительностью и другими возможностями, так как при постэкспозиционной обработке скрытое изображение многократно усиливается.

Слайд 22

Галогенидо-серебрянные регистрирующие среды – среды со скрытым изображением для получения статических

голограмм

Процесс получения голограмм
экспонирование;
постэкспозиционная обработка:
проявление,
фиксирование,
отбеливание.
Отличительные особенности:
высокая чувствительность;
широта спектральной сенсибилизации;
разнообразие методов постэкспозиционной обработки;
высокая разрешающая способность.

Слайд 23

Что происходит в галогенидосеребряном материале при воздействии излучения?
2AgBr + hy =

2Ag + Br2
Особенность - зернистость изображения
Этапы получения изображения:
Запись информации в виде скрытого изображения
Усиление скрытого изображения – процесс проявления фотоматериала в водном растворе проявителя
Удаление светочувствительных зерен AgBr – фиксирование материала
Промывка, сушка, дополнительная обработка

Слайд 24

Полимерные регистрирующие среды для голографии (Среды со скрытым изображением)
Фотополимеризующиеся системы (полимерные

слои, содержащие компоненты, полимеризующиеся под действием света);
Светочувствительные полимерные среды (полимерный каркас + светочувствительное вещество).

Слайд 25

Основные требования к материалам для получения объемных статических голограмм (использование в

качестве оптических элементов)

высокая разрешающая способность;
большая толщина (мм);
безусадочность;
чувствительность к излучению имеющихся лазеров;
возможность длительного хранения информации;
неизменность параметров в процессе длительной эксплуатации;

Слайд 26

Конструирование регистрирующих сред для голографии
Принцип композиционной структуры:
жесткий каркас + светочувствительная композиция;
Композиционные

материалы на основе пористых стекол.
Пористое стекло – жесткий каркас. Светочувствительная композиция:
бихромированная желатина
галоидное серебро + желатина;
другие химические соединения.
Регистрирующие среды на основе пористых стекол по физико-механическим свойствам близки к свойствам силикатного стекла и являются безусадочными материалами.

Слайд 27

Источники излучения для работы с материалом на основе ФХ

Слайд 28

Характеристики материала «Диффен»
Этапы получения голограммы:
Запись информации в виде скрытого изображения
Усиление скрытого

изображения – прогрев образца (50 град, 50 часов)
Преобразование светочувствительных молекул ФХ в несветочувствительные – фиксирование материала

Слайд 29

Полимерные регистрирующие среды для голографии (Среды со скрытым изображением)
Фотополимеризующиеся системы (полимерные

Слайд 30

фиксирование: выход кислорода
очувствление материала: насыщение кислородом
запись голограммы S1 + hν → S1*

→ S3* S3* + O23 → S1 + O21* A + O21* → AO2

запись голограмм на реоксане

Слайд 31

реоксан с постэкспозиционным отбеливанием
насыщение материала кислородом
запись голограммы
удаление кислорода
фотообесцвечивание красителя-сенсибилизатора

Слайд 32

голограммы в пористом стекле
экспонирование
проявление, фиксирование
травление
удаление оболочек

Слайд 33

фототерморефрактивное стекло
образование центров агрегации
агрегация, образование центров кристаллизации
образование микрокристаллов
Ce4+
облучение
λ = 325

нм

Ce3+

Ag+

Ago

T = 400°C

(Ago)n

Ago

Na+

F-

T = 520oC

(Ago)n

NaF

Слайд 34

формирование голограмм в кристаллах флюорита
фотоионизация простых центров окраски
диффузия вакансий и электронов

в узлы интер-ференционной картины
образование высокоагреги-рованных (коллоидных) центров

Слайд 35

спектральные характеристики голограмм в кристаллах флюорита
D – оптическая плотность, η −

дифракционная эффективность,
R - рефракция (расчет)

Слайд 36

Сравнительные характеристики голограмм в неорганических средах

Слайд 37

Разработки Государственного Оптического института
Предложен ряд нетрадиционных подходов к созданию регистрирующих сред,

возможности которых далеко не исчерпаны
Созданы полимерные, неорганические и микрогетеро-генные толстослойные регистрирующие материалы, обеспечивающие долговременную эксплуатацию трех-мерных голограмм
Спектр предложенных материалов позволяет успешно осуществлять разработку разнообразных практических приложений голографии

Слайд 38

Динамические регистрирующие среды
Регистрирующая среда динамическая – инициированные световым воздействием изменения параметров

регистрирующей среды происходят непосредственно в процессе записи информации (под воздействием излучения). Различают: регистрирующая среда динамическая с нелокальным откликом (фоторефрактивная) – пространственное распределение фотоиндуцированного показателя преломления при записи синусоидальной интерференционной картины сдвинуто по фазе по отношению к распределению интенсивности в регистрируемой интерференционной картине; регистрирующая среда динамическая с локальным откликом (фоторефрактивная) – пространственное распределение фотоиндуцированного показателя преломления при записи синусоидальной интерференционной картины синфазно или противофазно распределению интенсивности в регистрируемой интерференционной картине.

Слайд 39

Фоторефрактивные динамические среды
При экспонировании изменяется показатель преломления n.
Фоторефрактивные кристаллы: ниобат лития

(LiNbO3); ниобат лития* (LiNbO3:F); танталат лития (LiTaO3); силикат висмута (Bi12SiO20); германат висмута (Bi12GeO20).

Динамические среды с бистабильными примесными центрами – кристалы фторида кадмия (CdF2)

Слайд 40

Динамические регистрирующие среды
Регистрирующая среда динамическая – инициированные световым воздействием изменения параметров

Слайд 41

Фоторефрактивные динамические среды
При экспонировании изменяется показатель преломления n.
Фоторефрактивные кристаллы: ниобат лития

(LiNbO3); ниобат лития* (LiNbO3:F); танталат лития (LiTaO3); силикат висмута (Bi12SiO20); германат висмута (Bi12GeO20).

Динамические среды с бистабильными примесными центрами – кристалы фторида кадмия (CdF2)

Регистрирующие среды для голографии

Содержание

Техника голографическогоэксперимента – регистрирующие среды

Типы голограмм в зависимости от характеристик:схемы регистрации – угол между интерферирующими

Техника экспериментаРежим работы источника излучения – непрерывный, импульсныйСпектральный состав излучения используемого

Оценка чувствительности регистрирующих сред для голографии Энергетическая чувствительность:голографическая чувствительность – Hопт ,

ЧувствительностьВ нашей стране под интегральной чувствительностью (S) понимают величину, обратную количеству

Экспозиция Энергетическая экспозиция, Н, – количество энергии излучения, приходящееся на

Запись голограмм в линейном и нелинейном режимеВ линейном режиме записи амплитуда

Динамический диапазонДинамический диапазон регистрирующих сред характеризует возможность линейной регистрации сигнала (информации)

Характеристическая кривая CMOS матрицы фотоаппаратаДемонстрация линейной зависимости фотоотклика среды от экспозиции

Динамический диапазон регистрирующих сред для голографииImin – ограничен уровнем сигнал/шум;Imax –

Зависимость суммарной амплитуды фазовой модуляции наложенных голограмм

РазрешениеРазрешение светочувствительного материала (R), как правило, определяется значением максимальной пространственной частоты

Разрешение – R, мм -1; ФПК – функция передачи контраста; ЧКХ –

Частотно-контрастная характеристика Функция передачи модуляции - (частотно-контрастная характеристика) зависимость амплитуды записанной

Частотно-контрастная характеристика1 – Диффен, 2 - фотоматериал

Основные характеристики регистрирующих средЧувствительностьРазрешениеДинамический диапазонФункция передачи модуляции

Регистрирующие среды со скрытым изображением Инициированные световым воздействием изменения параметров регистрирующей

Галогенидо-серебрянные регистрирующие среды – среды со скрытым изображением для получения статических

Что происходит в галогенидосеребряном материале при воздействии излучения?2AgBr + hy =

Полимерные регистрирующие среды для голографии (Среды со скрытым изображением) Фотополимеризующиеся системы (полимерные

Основные требования к материалам для получения объемных статических голограмм (использование в

Конструирование регистрирующих сред для голографииПринцип композиционной структуры:жесткий каркас + светочувствительная композиция;Композиционные

Источники излучения для работы с материалом на основе ФХ

Характеристики материала «Диффен»Этапы получения голограммы:Запись информации в виде скрытого изображенияУсиление скрытого

Полимерные регистрирующие среды для голографии (Среды со скрытым изображением) Фотополимеризующиеся системы (полимерные

фиксирование: выход кислородаочувствление материала: насыщение кислородомзапись голограммы S1 + hν → S1*

реоксан с постэкспозиционным отбеливаниемнасыщение материала кислородомзапись голограммыудаление кислородафотообесцвечивание красителя-сенсибилизатора

голограммы в пористом стеклеэкспонированиепроявление, фиксированиетравлениеудаление оболочек

фототерморефрактивное стеклообразование центров агрегацииагрегация, образование центров кристаллизацииобразование микрокристалловCe4+ облучениеλ = 325

формирование голограмм в кристаллах флюоритафотоионизация простых центров окраскидиффузия вакансий и электронов

спектральные характеристики голограмм в кристаллах флюоритаD – оптическая плотность, η −

Сравнительные характеристики голограмм в неорганических средах

Разработки Государственного Оптического институтаПредложен ряд нетрадиционных подходов к созданию регистрирующих сред,

Динамические регистрирующие средыРегистрирующая среда динамическая – инициированные световым воздействием изменения параметров

Фоторефрактивные динамические средыПри экспонировании изменяется показатель преломления n.Фоторефрактивные кристаллы: ниобат лития

Динамические регистрирующие средыРегистрирующая среда динамическая – инициированные световым воздействием изменения параметров

Фоторефрактивные динамические средыПри экспонировании изменяется показатель преломления n.Фоторефрактивные кристаллы: ниобат лития

Похожие презентации

Техника голографического
эксперимента –
регистрирующие среды

Типы голограмм в зависимости от характеристик:
схемы регистрации – угол между интерферирующими

Техника эксперимента
Режим работы источника излучения – непрерывный, импульсный
Спектральный состав излучения используемого

Оценка чувствительности регистрирующих сред для голографии
Энергетическая чувствительность:
голографическая чувствительность – Hопт ,

Чувствительность
В нашей стране под интегральной чувствительностью (S) понимают величину, обратную количеству

Экспозиция
Энергетическая экспозиция, Н, –
количество энергии излучения, приходящееся на

Запись голограмм в линейном и нелинейном режиме
В линейном режиме записи амплитуда

Динамический диапазон
Динамический диапазон регистрирующих сред характеризует возможность линейной регистрации сигнала (информации)

Характеристическая кривая CMOS матрицы фотоаппарата
Демонстрация линейной зависимости фотоотклика среды от экспозиции

Динамический диапазон регистрирующих сред для голографии
Imin – ограничен уровнем сигнал/шум;
Imax –

Разрешение
Разрешение светочувствительного материала (R), как правило, определяется значением максимальной пространственной частоты

Частотно-контрастная характеристика
Функция передачи модуляции - (частотно-контрастная характеристика)
зависимость амплитуды записанной

Частотно-контрастная характеристика
1 – Диффен, 2 - фотоматериал

Основные характеристики регистрирующих сред
Чувствительность
Разрешение
Динамический диапазон
Функция передачи модуляции

Регистрирующие среды со скрытым изображением
Инициированные световым воздействием изменения параметров регистрирующей

Что происходит в галогенидосеребряном материале при воздействии излучения?
2AgBr + hy =

Полимерные регистрирующие среды для голографии (Среды со скрытым изображением)
Фотополимеризующиеся системы (полимерные

Конструирование регистрирующих сред для голографии
Принцип композиционной структуры:
жесткий каркас + светочувствительная композиция;
Композиционные

Характеристики материала «Диффен»
Этапы получения голограммы:
Запись информации в виде скрытого изображения
Усиление скрытого

Полимерные регистрирующие среды для голографии (Среды со скрытым изображением)
Фотополимеризующиеся системы (полимерные

фиксирование: выход кислорода
очувствление материала: насыщение кислородом
запись голограммы S1 + hν → S1*

реоксан с постэкспозиционным отбеливанием
насыщение материала кислородом
запись голограммы
удаление кислорода
фотообесцвечивание красителя-сенсибилизатора

голограммы в пористом стекле
экспонирование
проявление, фиксирование
травление
удаление оболочек

фототерморефрактивное стекло
образование центров агрегации
агрегация, образование центров кристаллизации
образование микрокристаллов
Ce4+
облучение
λ = 325

формирование голограмм в кристаллах флюорита
фотоионизация простых центров окраски
диффузия вакансий и электронов

спектральные характеристики голограмм в кристаллах флюорита
D – оптическая плотность, η −

Разработки Государственного Оптического института
Предложен ряд нетрадиционных подходов к созданию регистрирующих сред,

Динамические регистрирующие среды
Регистрирующая среда динамическая – инициированные световым воздействием изменения параметров

Фоторефрактивные динамические среды
При экспонировании изменяется показатель преломления n.
Фоторефрактивные кристаллы: ниобат лития

Динамические регистрирующие среды
Регистрирующая среда динамическая – инициированные световым воздействием изменения параметров

Фоторефрактивные динамические среды
При экспонировании изменяется показатель преломления n.
Фоторефрактивные кристаллы: ниобат лития