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用细激光束对全息记录材料的质量进行检测
用细激光束对全息记录材料的质量进行检测


1 全息记录材料鉴别率的测量

  我们知道全息图片都是记录着物光和参考光的干射条纹,这些干涉条纹的空间频率通常是很高的,例如:拍摄模压全息母板所用的记录波长为0.4579μm,物光和参考光的夹角为35°~45°,故对应的干涉条纹空间频率v为1313-1671/mm,干涉条纹间距为0.598μm-0.761μm左右。而拍摄反射体积时所用的记录波长为0.6328μm,所采用的物光和参考光的夹角为125°~135°,故对应的干涉条纹空间频率为4762/mm,干涉条纹间距为0.21μm左右。所以,我们要求记录材料内的散射颗粒(或光学不均匀区域)的尺寸,必须比上述干涉条纹间距小一个量级,才能保证所记录的干涉条纹的清晰度,使它不受太大的干扰。若这个尺寸太大,将破坏干涉条纹,使全息记录彻底失败。不但是对全息干板应提出鉴别率的要求,而且对一步直接法所使用的模板,模压全息所使用的电铸金属板的表面光洁度,模压片PET的质量都应提出类似的要求。

  全息记录材料的鉴别率是,用它所能记录的干涉条纹最大空间频率来描述,知道鉴别率也就知道了该材料内的光学不均匀区域的尺寸,反之亦然。

2 记录材料散射噪声的测量

  如图3所示的实验装置,可用来测量记录材料的散射噪声,细激光束通过待测量干板将发生透射和散射,在距干板不远的地方,放一个聚焦透镜,再在它前面放一个小孔光栏,其作用是只让透射激光束通过,用探测器测出它的光强IT,然后用另一实心小孔光栏挡住透射激光束,透镜把散射光聚焦到功率计上,测出散射光的光强IS,则干板散射噪声的信噪比为: 
    干板散射噪声是干板内的散射颗粒所引起的,当干板记录了全息信息后,再现时这些噪声将干扰再现全息图像,一般情况下它是全息再现像的主要噪声,故不能对其等闲视之。上面已经谈过散射噪声是和记录材料中散射颗粒的浓度成正比的,浓度主要取决于记录材料本身的性质,但也与后续过程(曝光和化学处理)有关。

  应当指出的是;不仅只是全息记录材料需要提出鉴别率和散射噪声的问题,而且对紧贴在干板上的用来直接转移信息的模板,以及模压全息中所使用的电铸金属板和模压材料(PET膜片)等,都存在同样的要求,对模压材料还存在着其它的光学不均匀性,所引起的散射问题,我们将在下面讨论。

3 利用细激光束测量模压全息材料的质量

  模压全息片所用的模压材料是真空镀铝的塑料薄膜(PET膜片),许多模压片的镀铝层非常的粗糙,松软,带有杂质和生产时机器压制的痕迹。在模压前一定得用细激光束照射,来检查其质量,如图4所示,让细激光束通过一带有小孔的屏,再照射到PET膜片上,膜片的散射光回射到屏上,从它所产生的衍射图案来观察,如果衍射环直径比较大,且较暗,表明PET的散射颗粒较小,镀铝层较紧密且薄,质量较好可以使用。如果衍射环小,亮度较高,表明PET的散射颗粒较大,镀铝层厚,一般质量较差。如果衍射环已畸变,混乱模糊成一团,表明PET较松软或带有杂质,如果衍射环带有条状,表明PET带有制作的机器压制的痕迹或应力。