К. О. ЛИТВИНЕНКО1, Е. Ф. ПЕН, Е. В. ВАСИЛЬЕВ2, Ю. И. СЛЕПЦОВА2
Институт автоматики и электрометрии СО РАН, Новосибирск
1Новосибирский государственный технический университет
2Новосибирский институт органической химии им. СО РАН
НАРУШЕНИЕ ЗАКОНА ВЗАИМОЗАМЕСТИМОСТИ
В ГОЛОГРАФИЧЕСКИХ ФОТОПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛАХ
Для исследованных фотополимерных материалов закон взаимозаместимости интенсивности и времени экспозиции не выполняется как для непрерывного, так и прерывистого режимов освещения. Экспериментально установлено, что прерывистый режим более выгоден по энергии записи, нежели непрерывный режим. Экспозиционные характеристики для пропускающих и отражательных голограмм существенно отличаются.
Голографические фотополимерные материалы (ФПМ) обеспечивают высокую дифракционную эффективность (ДЭ) голограмм в режиме непрерывной экспозиции и интенсивности записывающих пучков 1÷100 мВт/см2. Однако, в случае импульсной записи (при малых временах и большой интенсивности освещения) чувствительность ФПМ и ДЭ голограмм резко уменьшаются [1]. Очевидно, это объясняется неадекватностью такого режима записи параметрам диффузионных процессов фотополимеризации.
Цель данной работы – исследование экспозиционных характеристик ФПМ, в частности проверка закона взаимозаместимости интенсивности и времени экспозиции в режимах непрерывного и импульсного облучения.
Вначале были получены экспозиционные характеристики ФПМ в случае непрерывного освещении и интенсивности излучения DPSS лазера (532 нм) в диапазоне 10÷500 мВт/см2. На рис. 1 представлена зависимость дифракционной эффективности отражательных голограмм от энергии экспозиции. Видно, что с ростом интенсивности энергия записи для достижения определенной ДЭ значительно увеличивается. С другой стороны, при фиксированной энергии записи с ростом интенсивности ДЭ резко падает (рис. 2), особенно это заметно при энергии записи в диапазоне 10÷100 мДж/см2.
Далее были исследованы экспозиционные характеристики ФПМ при импульсном режиме экспонирования. В отличие от [1] длительность импульсов составляла 5÷100 мс, а период их следования варьировался в диапазоне 50÷500 мс. На рис. 3 и рис. 4 представлены результаты экспериментов, демонстрирующие, что при интенсивности облучения 100 мВт/см2 и выше импульсный режим экспозиции энергетически более выгоден в сравнении с непрерывным. Отметим, что параметры импульсов (длительность τ и период их следования Τ) также влияют на характер изменения и максимальное значение ДЭ. В частности, для исследованных нами ФПМ наилучшие результаты были получены при τ ~ 20 мс и Τ ~ 100 мс, которые, вероятно, связаны с параметрами диффузионных процессов фотополимеризации в этих материалах.
Рис. 1. Зависимость ДЭ отражательных голограмм от энергии экспозиции при разной интенсивности излучения |
Рис.2. Зависимость ДЭ отражательных голограмм от интенсивности излучения при фиксированной энергии экспозиции |
Рис. 3. Экспозиционные характеристики отражательных голограмм в режимах импульсной и непрерывной экспозиции |
Рис. 4. Экспозиционные характеристики пропускающих голограмм в режимах импульсной и непрерывной экспозиции |
Список литературы
1. Mikhailov V. N., Weitzel K. T., Krylov V. N., Wild U. P. Pulse hologram recording in DuPont's photopolymer films. Proc. SPIE. 1997. V.3011. P.200-202.
