Разработка режимов и устройств записи голографической информации в фотополимеризующейся среде OMNI DEX 352 тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК КЫРГЫЗСКОЙ РЕСПУБЛИКИ ИНСТИТУТ ФИЗИКИ

РГБ ол

17 oía да

на правах рукописи

САПМВАЕВ АБДЙСАИАТ АКШ5ЕИЧ

РАЗРАБОТКА FESEMOB И УСТРОЙСТВ ЗАПИСИ Г0Л0ГРАСИЧЕСК0Й

t

ИН301ОДЦИИ В Ф0Т0П0ЛЕМЕРИЗУПЦЕИСЯ СРЕДЕ OMNI DES® -352 специальность: 01.04.05 - ОПТИКА

Автореферат

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технические наук

5ESHSX-IS5S

Работа выполнена в лаборатории "Оптоэлектроника" Института Геологии Национальной академии наук Кыргызской Республики

Научназ руководителе: доктор технических наук,

академик HAH Кыргызской Республики, • профессор A.A.Акаев доктор технических наук, академик HAH Кыргызской Республики, профессор K.M.SyuajJEes

0$ацаальньгэ оппоненты: академик Нью-Йоркской академии наук,

доктор физико-математических наук, профессор А.Ы.Марапов кандидат технических наук, профессор Т.Б.Бекболотов

Вэдуцзя организация: Киргизско-Российский

(Славянский) Университет

Защита состоится (Ztl-MUlbS^te.1996 г. в /^^часов

на заседании специализированного совета Д.01.94.08 в Институте Физики Национальной академии наук Кыргызской Республики по адресу 720071, г.Бишкек, проспект Чуй,265 а.

С диссертацибЗ можно ознакомиться в Центральной научно! библиотеке Национальной зкг-демии наук Кыргызской Республики.

Автореферат разослан

1996 г.

<7

Ученый секретарь специализированного совета, —"

кандидат физихо-мжмшсчески.х äEPEHKOBA

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Настоящая диссертационная работа посвящена исследованию физико-технических характеристик фоточувствительного материала_ omni вех® 352 для регистрации голографической информации, исследованию режимов и разработке устройств зашей голографической информация, основанных на новых принципах и передовой технологии изготовления оптических систем подобного класса.

Существующая потребность записывать и хранить больше объемы информации привела к выводу о необходимости создания систем памяти, основанных на иных, отличных от магнитных или полупроводниковых принципов записи и хранения информации. Одним ' из наиболее перспективных вариантов решения такой задачи является создание голографических запоминающих устройств (ГЗУ). позволяющих записывать информацию с большой плотностью и хранить эе длительный срок. При разработке таких систем одной из основных задач является разработка блока записи, которая включает в себя две подзадачи: это физическое исследование и разработка режимов записи информации и разработка устройств, осуществляющих такую запись. Именно в этих двух взаимосвязанных направлениях ведутся сейчас исследования. Однако до сих пор нет оптических систем записи голографической информации, удовлетворящих существующим потребностям в нужной море: I) то быстродействию записи, поскольку обычно в процессе проецирования информации на носитель гак или иначе используется механическое перемещение; 2) по компактности устройств записи из-за испольвования громоздкой эптической элементной базы; 3) по совместимости с оптическими вычислительными машинами, из-за использования электронных а других способов обработки и управления записью. В настоящее

время, благодаря развитию элементной базы, как например создание _ •

цвухкоординатных одноэлементных акустооптичесхих дефлекторов, волоконно-оптических переключателей, использупцпх для своей работы оптические сигналы, и оптических элементов в интегральной исполнении появилась возмокность создания голографических систем записи, способных восполнить в какой-то степени существующий пробел и решить указанные задачи. Однако в настоящее время не тлеется материалов, полностью удовлетворяющих требованиям, предъявляемым к регистрируем средзм для голографии. Отсутствие

сред, которые можно будет эффективно использовать в голографических ЗУ, в значительной степени тормозит разработку этих устройств.

Указанная тема исследований выполнялась согласно координационного плана НИР HAH KP, Физико-технического института им. А.Ф.Иоффе РАН и НИЦ "Жалын" HAH KP по проблеме "Оптическая голография" на 1990-95гг.

Актуальность данной работы заключается в том, что она посвящена исследованию физико-технических свойств нового фоточувствительного материала ошп ВЕХ0 352, американской фирмы du pont и разработке режимов и устройств записи бинарных, аналоговых информации и изобразительных голограмм.

Целью диссертационной работы является: Исследование

физико-технических характеристик, оптимизация режимов и разработка устройств записи цифровых, аналоговых информации и изобразительных голограмм в новом фоточувствительном материале omni dex® 352.

Для достижения указанной цели в работе решаются следующие основные задачи:

-экспериментальное исследование физико-технических характеристик, оптимизация режимов записи голограмм цифровых, аналоговых информация и изобразительных голограмм в фоточувствительном материале omni dex® 352 с высокой дифракционной эффективностью;

-теоретическое и экспериментальное исследования повышения плотности записи голографической информации путем записи наложенных голограмм и оптимизация режимов записи голографической инфррмацни в фотополимеризущейся среде omni dex® 352 для повышения плотности записываемой информации на единицу площади.

-разработка устройств обеспечивающих оптимальные режимы записи голограмм на носителе.

. Научная новизна диссертационной работы заключается е следующем:

-Проведены комплексные исследования оптимальных режимоЕ зашей голографической информации в фоточувствительном материале ОШП DEX® 352 для регистрации бинарных информация с дифракционное эффективностью tj=33,5S, аналоговых информация с отношением сигнал/шум 47:1 и изобразительных голограмм. Установленъ .динамика изменения дифракционной эффективности в процессе

формирования Голограмм, зависимость дифракционной эффективности голограмм от мощности лазерного излучения и угла мезду опорным к предметным пучками;

. -установлены оптимальные параметры записи, при которых происходит фазовое голографическое самоусиление записи в фотополимеризующейся среде omni dex® 352.

-Впервые проведены экспериментальные исследования процесса записи наложенных голограмм в фоточувствительном материале omni dex® 352 для повышения плотности записи голографической информации, разработаны режимы записи наложенных голограмм в данном материле. Исследованы влияния дифракционной эффективности и отношения сигнал/шум на информационной плотности носителя.

-разработаны способы восстановления лазерного луча и записи наложенных голограмм на дисковый накопитель покрытый фотополимеризувдейся средой omni dex® 352 и голографический дисковый накопитель. Исследованы особенности работы основных компонентов этих устройств и определены оптимальные характеристики их работы.

Достоверность ' научных положений, выводов и практических рекомендаций, приведенных в данной работе, подтверждается корректным обоснованием принципов построения моделей, наглядностью технической ■ интерпретации этих моделей, экспериментальными результатами-.

Практическая ценность работы заключается в том, что фоточувствительный материал аш DEX°352 пригоден для регистрации объектов изобразительных искусств и для записи голографической информации в цифровом и аналоговом видах, а также с успехом может применятся для интерферометрии в реальном масштабе времени. Использование полученных результатов при записи цифровых и аналоговых голографических информации обеспечивает возможность применения фоточувствительного материала omni DEX® 352 в качестве постоянного оптического накопителя вычислительных машин. .Режим самоусиления обеспечивает формирование в omni DEX® * 352 однородных по глубине решеток с высокой дифракционной эффективностью и угловой селективностью в условиях сниженных требований к виброустойчивости голографической установки. Преимущество фоточувствительного материала omni DEX®352 от других материалов для голографга.з том, что он обладает возможностью воспроизведения голограмм d высокой дифракционной эффективностью

непосредственно при воздействии записывающего лазерного излучения, не требует "мокрой" обработки и устойчив к таким внешним воздействиям как пыль, электромагнитные поля, а также обеспечивает долговечность хранения голографической информации. Результаты теоретических и экспериментальных исследований, разработанные способы отклонения лазерного излучения, записи наложенных голограмм на дисковый накопитель и методика записи наложенных голограмм дает возможность создания устройств, которые в свою очередь позволяют повысить скорость записи голографической информации записывающими устройствами, получить компактные системы голографической памяти, совместить ГЗУ с оптическими вычислительными машинами.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1.Динамика изменения фотооптических параметров в фэтополи-меризующейся среде omni dex®352 под действием лазерного излучения в секундной области и режимы при которых происходит голографическое самоусиление.

2.Разработанные режимы записи голограмм позволяют получать голограммы цифровых информации с дифракционной эффективностью 33,5% (без учета отражений), аналоговых информации с отношением сигнал/шум 47:1 и наложенные голограммы с дифракционной эффективностью ~2% при отнршении сигнал/пум 12,5:1. .

3.Способ записи наложенных голограмм на дисковый накопитель покрытый фотополимеризущейся средой OMNI DEX® 352 во время радиального вращения диска и голографический дисковый накопитель с повышенным быстродействием.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуздались на: международной конференции "Проблемы механики и технологии" (Бишкек, 1994 г.); международной конференции "Современные . методы и средства информационных технологий" (Ош, 1995 г.) и научных семинарах научно-инженерного центра "Жалын".

По . теме диссертации опубликовано 16 статьей и тезисов докладов, в том числе депонировано .3 рукописей, получены 3 положительц.ое решение на изобретение.

Структура и объем работы. Основное содержание диссертационной работы изложено на 176 страницах машинописного -текста, иллштрированого 21 рисунками й содержит 4 таблицы. 'Иксовртационвая работа -шизнеет в себя введение, четыре главы,

заключение, список используемой литературы и приложение. Список-литературы содержит 138 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введение обоснована актуальность темы диссертации, ^формулирована цель работы, представлены основные результаты, зоказаны их новизна, научная и практическая ценность, кратко дзложена структура диссертации и формулируются основные юлокения, выносимые на защиту.

В первой главе сделан обзор литературы, посвященной эегистрирующим средам для голографии. Рассмотрены физические эсновы, области применения регистрирующих сред. На основе аитературных данных проведен анализ состояния и отмечены тринципиальные возможности и недостатки.

В настоящее время не имеется материалов, полностью . довлетворящих требованиям, предъявляемым к регистрирующим предам для голографии. Серьезные успехи достигнуты в области зоздания высокочувствительных мелкозернистых фотографических эмульсий; следует полагать, что в ближайшем будущем этот вид . эегистрирущих сред будет широко применяться на практика. 1есмотря на то, что- потребность в регистрирующих средах, фигодных для использования в циклическом режиме, ощущается зесьма остро, практическое применение этих сред ограничивается зядом присущих им недостатков. Отсутствие сред, которые можно !удет • эффективно использовать в голографических ЗУ, в шачительной степени'тормозит разработку этих устройств.

Во второй главе описываются типы первичных фотохимических >е акций в бессеребряных процессах регистрации голограмм. Особое щимание уделено фотополимеризующейся среде omni dex® 352.

Фотополимеризупциеся органические материалы, обеспечивая ;апись голограмм с дифракционной эффективностью, -достигающей 00Ж при приемлемых экспозициях, отличаются от известных фазовых |рганических сред- (слоев бихромированной желатины, фоторезистов, ютотермопластиков) возможностью воспроизведения голограмм с мсокой дифракционной эффективностью непосредственно при действии аписывавдего лазерного излучения, т.е. в реальном масштабе ремени. »V..

Светочувствительность материалов этого типа обусловлена адикалькыми реакциями фотополимеризации мономеров или лигомеров, фотопрививки мономеров к полимерным цепям или

фотосшивки макромолекул. Запись фазовых голограж в основно является следствием фотоиндуцированного изменения плотност вещества в осЗластях интерференционных максимумов, в результат чего происходит изменение "показателя преломления. Высоки квантовый выход фотополимеризации мономеров . обуславливав достаточно высокую светочувствительность этих материалов.

Образцы фотополимеризуыцейся среды omni Disc® 35 представляют твердые слои, состоящие из фотополимеризундегос мономера, инициатора фотополимеризации . и целлюлезног связывающего. Такие слои толщиной 25 мкм наносятся н лавсановые подложки и покрываются тонкой защитной пленкой. Дл придания жесткости и обеспечения герметичности образцов и наклеивают на стеклянную 'пластинку, предварительно обезхиренну растворителем КРОТ-Ы и протертую метиловым или этшювы спиртом. Затем защитную пленку отсоединяют о фотополимеризувдегося слоя к липкой стороной наклевают н стеклянную пластинку с помощью валика.

Регистрация голограмм объемного изобрааения фотополимеризупцихся средах, приготовленных по описанной выш методике, осуществлялась по методу Ю.Н.Денисика, Голограмм объемных изображений записывались излучением аргонового лазер ЛГН-503 (л=0,488 мкм) с мощностью непрерывного излучения до I Вт

В результате эксперимента получено объемное изображение видимое при белом свете и при освещении опорным пучком.

Регистрация фурье-голограмм в фотополимеризупдихся средах приготовленных по описанной выше методике, осуществлялась помощью голограф!Ч8 ской установки, собранной по обычно симметричной двухлучевой схеме. В результате исследований был установлены: кинетика изменения дифракционной эффективности процессе формирования голограмм в слое Omni Dei® 352, зависимое? дифракционной эффективности годограчм от мощности экспозиции изменения угла между опорным и предметным пучками.

Динамика изменения дифракционной эффективности измерялас в процессе формирования голограмм на длине волны излученЕ гелий-неонового лазера ( /U0.6328 мкм), лекащей за предела» Области спектральной чувствительности используемог •±отоинишатора. Дифракционная эффективность определялась кг отношение интенсивности света, дифрагировавшего в первый порядок к интенсивности света, падающего на образец. Угол падеж

ондирувдего луча удовлетворял условию- Брэгга, поскольку »гистрирувдий фотополимеризувдийся материал был объемным параметр Клейна 0>Ю). Сигнал с фотодиода ФД-24К подавался не [змеритель мощности лазерного излучения ИМ-2.

Динамика изменения дифракционной эффективности в процессе юрмирования голограмм зависит от плотности активизирушего [злучения (рис.1). Мы полагаем,что при большей плотности, когда зсорость полимеризации превышает скорость диффузии, величина [Ефракционной эффективности сначала возрастает, а после жончания записи голограмм падает до нуля в результате фотекащих диффузионных процессов, и затем снова начинает ъеличиваться до эффективности, близкой к исходной. Последующее >б лучение фотополимеризушегося материала равномерном [екогерентным УФ-излучением или опорным лазерным пучком приводит ; фотополимеризации оставшегося мономера и, следовательно, к >бразованига пленки с неравномерным распределением полимера в игае, так что дифракционная эффективность резко возрастает, ;начительно превышая получавшуюся в процессе записи голограмм.

В результате исследований была установлена зависимость ^фракционной эффективности от мощности экспонирования (рис.2). 'егистрация голограмм происходила при мощности экспонирования с 4 до 46 мДх/см2, дальнейшее повышение модности экспонирования не. (лияет на дифракционную эффективность. Оптимальные дифракшюнныг-ффективности получаются в интервале мощности экспонирования :0-40 мДж/см2.

да № -

О - 10 20 О 20

Рис Л. ' Рзс.2.

Исследована-зависимость дифракционной эффективности от угла :эзду спорны?,! ц предметным пучками, направление которых обычно г*а:отрячно относительно нориалн плоскости записи. Обнзрр:эно и сследовако фазовое голографзческсэ сакоусилэнне в одпопучкоЕом згсг'о считывания з фотопапЕзерозущейся срэде 0!ЯП БЕХ° 352.

Режим самоусиление обеспечивает формирование в данной сред однородных по глубине решеток с высокой дифракционно? эффективностью и угловой селективностью в условиях снижении? требований к виброустойчивости голографической установки.

Неэкспонированные слои фотополимеризующегося материала прг температуре 5-10 °С в закрытом контейнере сохраняют свок светочувствительность в течение 1,5-2 г. Такие материалы хранятся в вертикальном положении, что препятствует оседанию пыли, частиць которой могут служить центрами кристаллизации. Первоначально мягкие после экспонирования и фиксирования, они становятся твердыми, но гибкими. Записанные на них голограммы сохраняются достаточно долго без каких-либо изменений даже в условия? повышенной влажности.

Таким образом, в фотополимеризукщемся материале Omni Dex®35< можно регистрировать голограммы цифровой и аналоговой информации, при этом материал Omni Des® 352 обладает возможность« воспроизведения голограмм с высокой дифракционной эффективность» непосредственно при действии записывающего лазерного излучения, при этом он .не требует "мокрой" обработки и устойчив к такт внешним воздействиям как пыль, электромагнитные поля, а также обеспечивает долговечность хранения голографической информации. Omni Dex® 352 может быть использован в качестве материала для избразктельного искусства, а также постоянного оптическогс накопителя цифровой и аналоговой информации.

В третьей главе рассматриваются пути повышения плотностт записи голографической информации в толстослойных материалах, i частности, в фотополимеризущейся среде 0Щ1 DEX® 352.

Описана структурная схема устройства программного управления процессом записи наложенных голограмм в объемных регистрируют!? средах, которое обеспечивает качественную запись наложении) голограмм при оптимальном выборе времени экспозиции голограмм i интервала врекеш! между ними. Устройство собрано на основе микропроцессорного контроллера с соответствующими схомаш сопряжения с блоками дефлекторов и затворов и управляет из положениями.

Количество записываемых наложенных голограмм в объемныз регистрирующих средах в основном определяется их углово! селективностью, а последняя в свою очородь зависит от толщкт фотоматериала.

При создании устройств зашей голографической информации к. характеристикам регистрирующих материалов для регистрации наложенных голограмм с целью повышения информационной емкости предъявляются ряд требований. Характеристиками регистрирующего материала, представляющими наибольший интерес с этой точки зрения являются: предел емкости записи, дифракционная эффективность, светочувствительность и разрешающая способность. Отмечается, что регистрирующие среды условно разделяются на плоские и объемные к критерий перехода от двумерных к трехмерным регистрирующим средам определяется соотношением Клейна. Запись наложенных голограмм на плоских носителях, однако с ростом количества N наложенных голограмм дифракционная эффективность восстановленного изображения с каждой голограммы уменьшается как 1/Ц? понижается отношение сигнал/шум в плоскости изображения, а также вследствие их низкой угловой селективности значительную трудность представляет необходимость отклонения опорных пучков на большие углы.

С точки зрения записи наложенных голограмм гораздо большими потенциальными возможностями обладают объемные регистрирующие среда. Благодаря высокой угловой селективности, предел емкости записи объемных голограмм в одном и том же объеме регистрирующей среда возможно увеличить посредством наложения большого числа голограмм и это в свою очередь позволяет увеличить информационной емкости накопителя. Далее приводятся аналитические выражения и численные расчеты для предела емкости записи фазовой и поглощательной голограг.ащ. Наиболее важными характеристиками регистрирующих сред в определении предела емкости записи являются дифракционная эффективность, толщина, динамический диапазон изменения показателя преломления, угловая селективность . и отношение сигнал/шум восстановленного изображения.Подчеркивается, что количество записываемых голограмм существенно ограничивается взаимодействием соседних голограмм • из-за случайного характера ' регистрируемой информации. Отмечается, что скорость вращения дискового носителя ' определяется светочувствительностью фотоматериала и выводится аналитическое выражение для определения допустимой скорости движения носителя.

Рассматривается возможность использования . в качестве регистрирущей. среды фотополикеризуюяейся среды ошл ВЕХ® 352. Описываются экспериментальные результаты исследований.

проваленных о целью определения режимов записи наложенных голограмм в данной среде, зависимости дифракционной эффективности (рис.3) и отношения сигнал/шум (рис.4) от количества наложений. Удалось записать на одном и том же участке 6 голограмм, дифракционной эффективность каждой составляла "2%.

Рес.З. Рис.4.

Рассматривается возможность записи наложенных одномерных голограмм в дисковый носитель, приводиться аналитические вырагенЗя определяющие предельные информационные плотности дисковых носителей.

На основе проведенных экспериментов моено сделать следующие выводы: »

-увеличение толщины фотослоя птн^водит к раофокусирозке •записывающих пучков, т.е. к увеличению вирины голограмм. Следствием этого явится снижение плотности записи.голограмм, так как перекрытие голограмм приведет к уменьшению отношения сагнал/Еуы. Таким образом, хотя при увеличении толщины фотослоя появляется возможность увеличения количества наложенных гологригм с различишь; опорными лучами, но плотность снимется из-за расфокусировки лучей;

-па плотность записи влияют п тэббаращи, возникающие в восстановленном изображении при различии длин волн записи к считывания. Судэствугцне штоды компенсации искажений не всегда рэвлазубш в конкрэткнх схемах, оообенно при использовании толстых голограш. Искажения проявляются в неравномерном изувнэнш его ¡¿асатеба. Это означает, что саг восстановленных сигнальных пучков оказывается непостоянные, это праводит__ к -смещению их относительно ячеек фотоприешюЗ матрицы.

-в фотополймзршзувдейся среде БЕа 352 записаны

нахо^энные гологрга^и н данная ерзда иогзт быть применена .как

постоянный оптический накопитель информации.

Четвертая глава посвящена разработке голографаческого способа восстановления лазерного луча, способа записи нало-генных голограмм на дисковый носитель покрытый фотополдаеризуппэйся -средой и голографического дискового носителя информации.

Возрастающий интерес к цифровой обработке информации вызван большими ' потенциальными возможностями оптических систем позволяющих в реальном маситабе времени выполнять операция чад двумерными массивами данных о быстродействием более 10^ оп/сек.

С развитием теоретических и экспериментальных работ по голографии все больший интерес проявляется к хранению цифровой п аналоговой информация в виде голограмм и голофш. Ведутся работы по созданию запоминающих устройств, основанных на кетодах оптической голографии. Одним . из основных компонентов -голографаческих устройств является система отклонения луча в любую из позиций на носителе информации. Настогазэв врэкя применяются два типа дефлэкторов: акустооптпческнэ и электрооптичэские. Электросптнчв ские отклоняющие устройства основаны на изменении показателя преломления вещества пол действием электрического поля. Осноенымл недостатки^ данного способа являются требование высоких управляющих напряганкй (""10 кВ) _ и малые угловые отклонения (нрад). Крс"*э того, электрооптическдо материалы под действием электрического поля перегреваются, вследствио чего ухудаактел точность п рззреааиаая способность отклонения лазерного кзлучения. Ахусгооптачэскзв отклоняющие устройства используют явлэнзэ дкфрахшш лазерного излучения на акустических волнах, расшространяхгзпсл в среде взаимодействия. Недостатками данного способа являются инерционность, трудность возбуздекпя акустическоЗ волны, малая эффективность (20-305). Крс?.;е того, дал осузэстзлення этого способа необхода« электронный синтезатор частоты, шзюапй Сольане габариты.

Одним из вазнейпих способов гологрг£па является возможность последовательной записи на один а тот гэ участок фоточувствительного слоя больеэго чзело гаг.огрс^л, которое прк восстановлении легко разделяются друг от друга путец изм-зпениг угла наклона считываний волки, благодаря селективности аогрлгз&г. регистрирующие, сред, или путем кодирования опорного Х'чкн. Записи наложенных гологракм. Это свойство ггоаат быть аспслъзозан^

для создания иного Способа отклонения лазерного излучения, не связанный непосредственно с изменением оптических характеристик вещества, требующих относительно больших затрат мощности.

Предварительно в одном и том же объеме фоточувствительного слоя записываются голограммы опорного и предметного пучков, при этом изменяются пространственный код предметного и угол наклона опорного пучков. Таким образом, каждому предметному пучку с единственным пространственным кодом, соответствует опорный пучок имеющий определенный угол 'наклона-. Если затем направить на наложенные голограммы пространственно кодированный предметный пучок, то голограмма, записанная при данном коде, восстановит опорный пучок в определенном направлении. Таким образом, достигается отклонение опорного пучка в нужное направление.

Лазерное излучение от источника I, направляется на делитель 2. где лазерное излучение расщепляется на предметный и опорный пучки. Сигнальный пучок падает на микрообъектив 3 и диафрагму 4 и с помощью оптической системы 5-7, расположенной на 'оптической оси, фокусируется в плоскость голограммы 8, где помещается фоточувствительный слой. После коллимирупцей линзы 5 установливается транспарант 6, служащий для пространственного кодирования сигнального пучка. Опорный пучок с помощью системы подвижных зеркал 9-10 • направляется на фоточувствительный слоя 8 под определенным углом наклона. В результате регистрации интерференционной картины предметного и опорного пучков получается голограмма сигнального пучка с единственным пространственным кодом и опорного пучка с определенного направления. Дале задается новое направление опорного пучка с помощью зеркалы 10, а .на транспаранте набирается новый пространственный код сигнального пучка и в том же объеме фоточувствительного слоя записывается следующая голограмма. Таким образом, путем наложения записываются N голограммы. Число наложенных голограмм N зависить от используемого фоточувствительного материала и могут, достигать до нескольких сотен.

Для восстановления лазерного пучка в требуемом направлении (как опорный пучок с определенным углом наклона) необходимо •направить на наложенные голограммы полученные вьппеописаншм "способом, предметный пучок с соответствующим пространственным кодом, при котором записывалась голограмма опорного пучка

юкомого направления. Таким образом, благодаря селективности )бъемных голограмм, откликнется только одна- из наложенных 'олограмм, которая и восстановит лазерный луч в требуемом управлении.

В этих регистрирующих материалах можно получить наложенные шображения. Как известно, лазер излучает линейно-поляризованный 1уч, и на основе этой закономерности производится запись сложенных голограмм. Для записи следующей голограммы в данной ?очке после записи первой голограммы, голографический диск )адиальна вращается на определенный угол 7 для обеспечения ¡елективности восстановливаемых сигналов, и запись следующей 'олограммы производится с помощью другой голографической головки, 'аким образом, можно произвести запись наложенных голограмм в >дной точке N раз: _

№=(180°-7)/"ь

где N - количества наложенных голограмм;

7 - угол селективности.

При этом плоскость поляризации всех записываемых волн гараллельны. Это качество данного способа дает возможность на гараллельной записи и считывания информации. Для осуществления гараллельной обработки информации необходимо н-ное число 'олографических головок записи и считывания информации.

Голографический дисковый накопитель инфорлацни состоит из ¡ледующих основных компонентов: лазер I, расщепитель пучка 2, 'лухое .зеркало 3, голографический расщепитель пучка 4,5, выпуклые шнзы 6,7,8,9,10,11,42,43,44,45,46,47 одномодовые световоды ¡охраняющие поляризацию падающих волн 12,13,14,15,16,17 юллимируюшие микролинзы 18,19,20,21,22,23 цилиндрические телескопические системы 24,25,26,27,28,29 линейный 34-канвльный ¡одулятор 30,31,32 фурье-линзы 33,34,35 электрооптические [ефлекторы 36,37,38,39,40,41 вогнутые, линзы 48,49*50,51,52,53 юлографический диск 54 и ЭВМ 55.

. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ' РАБОТЫ •

1. В настоящее время не имеется материалов, полностью 'довлетворякйаях требованиям, предъявляемые к регистрирующим :редам для голографии.

2. Проведены и. зксггаркмэнтальЕые исследования физнко-■ехнических характеристик фотополимеризущейся среды ожг вех4" ;52 для регистрации голограмм бинарных и аналоговых информации.

На фотополимеризующейся среде omni dex® 352 регистрируете голограммы цифровых. информация с дифракционной эффективность •0=33аналоговых информация с отношением сигнал/шум 47:1 Разрешающая способность данной фотополимеризующейся среды овд dex"* 352 позволяет регистрировать объемные голограммы по метод Е.К.Денисюка. Регистрированный объемный предмет наблюдается пр: освещении белым светом и опорным пучком.

3.Установлено фазовое голографическое самоусиление однопучковом режиме записи в фотополимеризующейся среде omni DEX1 35-2:.

4.Установлена пригодность фотополимеризующейся среды ош: DEX6 352 для записи наложенных голограмм, определена зависимост: дифракционной эффективности наложенных голограмм от количеств, наложений, зависимость отношения сигнал/шум от количеств, наложенных голограмм.

5.Разработан голографический метод восстановления лазерного излучения, обладающий высокой точностью при произвольном выбор из N заданных направлений восстановления, большой скоросты переключения с одного направления восстановления на другое которая определяется временем кодирования сигнального пучка i помощью электронноуправляемого транспаранта и составляет I07- 10! переключений в секунду.

6.Разработан способ . вапис: наложенных голограмм н. дисковой носитель покрытый с фотополимеризующейся средой.

".Разработан голографический дисковый накопитель информации основанный на записи наложенных голограмм в фотополимеризущихс; средах, позволяющий повысить' быстродействие и обеспечит] параллельность записи-и считывания информации.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Зумалиев K.M., Дгзманкызов Н.К., Сагымбаев A.A..Сагынбаев Д.А Экспериментальное исследование фотооптических свойств материал; OMNI DEX6, 352 фирмы DU FONT // Проблемы механики и технологии Тезисы докладов международной конференции -Бишкек, 1994.-с.186

2. Жумалиев К.Ы., Джамйнкызов Н.К., Сагынбаев Д.А..Сагымбаев А.А Теоретическое исследование записи голограмм на ФТПН лазерно! нагрэве со стороны подложки // Проолемы механики и технологии Тезисы докладов международной конференции' -Бишкек, 1994.-с.186

3.Жумалиеь K.U., Джаманкызов Н.К., Сагынбаев Д.А.. Сагымбаев A.A. Теоретическое иссследование записи на ФТПН при лазерном нагреве <

в тем температуркой зависимости термических коэффициентов /У проблемы механики и технологии: Тезисы докладов международной ■сонференции -Бишкек, 1994.-с. 186.

4.Жумалиев K.M., Джаманкызов Н.К., Сагымбаев A.A., Сагынбаев Л.А. Экспериментальное исследование материала omni dex3 352 фирмы du PONT для зашей наложенных голограмм // Проблемы механики и технологии: Тезисы докладов международной конференции -Бишкек, [994, -с. 186.

5. Яумалиев K.M., Сагымбаев A.A., СагыЕбаев Д.А., Аттокуроз У.Т., ^айдаматов Ш.М. Зксперментальное исследование фотооптических звойств материала OMNI DEX 352 фирмы DU FONT // Современные летоды и средства информационных технологий: Тезисы докладов Левдународной научно-практической конференции -ОшЛ995.с.250.

5. Яумалиев K.M., Сагымбаев A.A., Сагынбаев Д.А., Аттокуроз У.Т., ]айдаматов Ш.М. Зксперментальное исследование материала ikf-700-20 фирмы du pont для записи наложенных голограмм. '/Современные методы и средства информационных технологий:Тезпсы юкладов Международной научно-практической конференции. -Си, [995.с.250.

Î. Нумалиев K.M., Сагымбаев A.A., Сагынбаев Д.А., Аттокуров У.Т., "айдаматов Ш.М. Зксперментальное исследование материала Ciffll DEZ3 352 фирмы DU pont для записи налозкнных голограмм. //Современные методы и средства информационных твхнологий:Тезисы докладов Лендународной научно-практической конференшш. -Сш, I535.с.250. 3. Джаманкызов Н.К.,Сагымбаев A.A..Сагынбаев Д.А.,Аттокуров У.Т., Эайдаматов Ш.М. Теоретическое исследование записи на ФТПН при тазерном нагреЕе с учетом температурной зависимости термических соэффициентов. //Современные методы и средства информационных технологий: Тезисы докладов Международной научно-практической сонференции.-Ош, 1995.с.250.

Э. Жумалиев K.M., Сагымбаев A.A., Джаманкызов Н.К.,СагынбабВ Д.А. Экспериментальное исследование фотооптических свойств материала ЗШИ DEX® 352. //Деп. в РКТБ, Бишкек, 1995, в с. Ю.Жумалиев K.M., Сагымбаев A.A., Дааманкызов Н.К.,Сагынбаев Д.А. Экспериментальное исследование материала omni dhx3 352 для записи сложенных голограмм. //Деп. в ГпТБ, Бишкек, 1355, 4 с. :i.Жумалиэв K.M.. Сагымбаев A.A., Джяманкызов Н.К..Сапойае* Л.А. {сследовакие процессов регистрации гелегзг'^м Еотополимеризущейся среде екп 02X^352.Деп.в FHT5,Бишкек, 1Э95.

12.Жумалиев K.M., Сагымбаев A.A., Джаманкызов H.K..Сагынбаев Д.А Исследование процессов регистрации голограмм , ь фотополимеризувдейся среде omni dex® 352. // Наука и техника, г-Бишкек, 1995, £ 1-2.

13.Жумалиев К.Ы., Сагымбаев A.A., Джаманкызов Н.К.,Сагынбаев Д.А. Особенности регистрации голограмм в фотополимеризующейся среде OMNI DEX® 352. //Квантовая электроника, 1996, £ 2.

14.Положительное решение от 05.02.1996 г. по £950263.1 Спосос отклонения лазерного луча //. Акаев A.A., Жумалиев K.M., Джаманкызов Н.К., Сагымбаев A.A., Сагынбаев Д.А. МКИ 6 G 13/04. '15.Положительное решение от 05.02.1996 г. по £950265.1 СпосоС обработки голографической среды из фотополимеризущегос* материала // Жумалиев K.M., Сагымбаев A.A., Джаманкызов Н.К., Сагынбаев Д.А., МКИ 6 G 13/04.

16.Положительное решение от 21.02.1996 г. по £950274.1 Спосос записи наложенных голограмм на дисковый накопитель v топографический дисковый накопитель информации. // Жумалиев K.M., Сагымбаев A.A., Джаманкызов Н.К., Сагынбаев Д.А.,' - МКИ 6 с 02 I 5/30; G 13/11 С 13/04.

ФОТОПОЛИМЕРЛЕНтТ OMNI DEX® 352 МАТЕРИАЛЬНА ГОЛОГРАФИЯЛЫК МААЛЫМАТТАРДЫ ЗКАЗУУНУН РЕВДЦЕРИН ЯАНА ТЕХНИКАЛЫК ТУЗУЛУШТвРУН

ИШГЕП ЧЫГУУ РЕЗШЕ

Бул диссертациялык ште америкалык dupont фирмасына таандык болгон жацы фотополимерленуучу материалга голографиялык бинар жана аналог турундегу маалыматтарды жана келемдуу голограмма назуу рекиэдери изилденди. Алкнган маалыматтарга таянып голография жазуу тузулуштеру штелип чыкты.

Изилдее штвринин нвгизиндв бул материалдаги жазылган голограмманын пайда болуу, вз алдынча кучев процвсстери, жана дифракция эффективдуулугунун лазер нурунан, маалымат хана туркук нурларынын ортосундагы бурчтан болгон квз каранлшлыгн тзСклеы. Фотополимерленуучу материалдын мейкиндиктик каттоо мумкунчулугу келвмдук голограммаларды Ю.Н.Денисжтун усулу мвнен тартууга мумкундук берет, ошондой эле бул материалда катталгак голограммаларды жазуунун да усулу иштелип чыкты.

Бул материал практикада голографиялык сан жана аналог турундегу маалыматтарды жана келемдуу голограммаларды жазганга, ошондой эле интерферометрдик изилдевлер'ге колдонулса болот.

SUHMARI

The present paper reports an investigation of the oaraoteristio3 of the process of recording of holograms in films of a potopolymerisable material Omni Bex® 352.

This investigation provided information, about the dinamics of changes in the diffraotion effioienoy during formation of holograms in a film of Gmi Dex® 352 and about the dependences of the diffraotion effioienoy of holograms on the exposure power, and on the change in the angle between the reference and object beams.

Holograms carrying digital or analogue information could be recorded in the investigated photopolymerisable material Omni De^® 352. These holograms could be reproduced with a high diffraction • effioienoy directly during the aotion of the recording laser radiation without any "wet" processing. The material was jnaffeoted by dust or eleotromagnetib fields, and it could Ьч stored for a long time. Omni Bex® 352 could also be used in jrafio arts and as a material for permanent storage of digital and analogue information.