DOI: 10.17586/2226-1494-2020-20-3-307-317


УДК778.38.01:535

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ УСАДКИ ПРИ ГОЛОГРАФИЧЕСКОЙ ЗАПИСИ В СРЕДЕ BAYFOL HX



Читать статью полностью 
Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования:
Борисов В.Н., Окунь Р.А., Бородина Л.Н., Лесничий В.В. Экспериментальный метод определения направления усадки при голографической записи в среде Bayfol HX // Научно-технический вестник информационных техно- логий, механики и оптики. 2020. Т. 20. № 3. С. 307–317. doi: 10.17586/2226-1494-2020-20-3-307-317


Аннотация
Предмет исследования. В работе экспериментально определено направление усадки в композите Bayfol HX в ходе фотополимеризации при голографической записи. Метод. Методика определения направления усадки основана на фиксации изменений характеристик объемных голограмм (периода, ориентации изофазных пло- скостей относительно поверхностей материала, толщины голограммы) вследствие усадки. Для этого в работе представлена двумерная модель, описывающая явление усадки в векторном виде, и с помощью геометрических законов оценено влияние усадки на изменение характеристик записанных объемных голограмм. Проведено моделирование влияния усадки различных направлений на произвольно ориентированные голограммы-решет- ки. Рассмотрены случаи изотропной усадки, усадки в направлении поверхностей материала, вектора решетки, а также вдоль изофазных плоскостей. Разработан эксперимент одновременной записи двух голограмм при помощи эффекта полного внутреннего отражения в фотополимеризующемся композите Bayfol HX, изменения характеристик которых позволяют однозначно установить направление действия усадки. Основные результаты. Экспериментально определено преимущественное направление усадки вдоль меньшей стороны материала (по толщине). Вместе с тем эксперимент продемонстрировал отклонение усадки от этого направления по вектору голографической решетки. Практическая значимость. Разработанная модель и экспериментальные оценки усадки в фотополимере Bayfol HX позволяют учитывать ее при моделировании процессов фотополимеризации и многокомпонентной диффузии, а также предсказывать характеристики голограмм после усадки с целью ее компенсации.

Ключевые слова: голография, усадка, фотополимер, контур селективности, вектор, объемная голография, ПВО-голография

Благодарности. Авторы благодарят доктора Фридриха-Карла Брудера за предоставление голографической среды Bayfol HX, а также за консультацию по вопросам записи ПВО-голограмм. Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 18-32-01048. Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках научно-исследовательского проекта № 2019-1080.

Список литературы
  1. Bruder F.K., Bang H., Fäcke T., Hagen R., Hönel D., Orselli E., Rewitz C., Rölle T., Vukicevic D., Walze G. Precision holographic optical elements in Bayfol® HX photopolymer // Proceedings of SPIE. 2016. V. 9771. P. 977103. doi: 10.1117/12.2209636
  2. Smirnova T.N. Photopolymers for holography: interconnection between holographic characteristics and parameters of physical-chemical processes causing recording // Proceedings of SPIE. 1999. V. 3733. P. 364–373. doi: 10.1117/12.340083
  3. Lee S., Jeong Y.-C., Heo Y., Kim S.I., Choi Y.-S., Park J.-K. Holographic photopolymers of organic/inorganic hybrid interpenetrating networks for reduced volume shrinkage // Journal of Materials Chemistry. 2009. V. 19. N 8. P. 1105–1114. doi: 10.1039/B815743J
  4. Zhao C., Liu J., Fu Z., Chen R.T. Shrinkage-corrected volume holograms based on photopolymeric phase media for surface-normal optical interconnects // Applied Physics Letters. 1997. V. 71. N 11. P. 1464–1466. doi: 10.1063/1.119937
  5. Veniaminov A.V., Mahilny U.V. Holographic polymer materials with diffusion development: principles, arrangement, investigation, and applications // Optics and Spectroscopy. 2013. V. 115. N 6. P. 906–930. doi: 10.1134/S0030400X13120199
  6. Dyuryagina A.B., Borisov V.N., Shurygina N.A., Veniaminov A.V., Lesnichii V.V. Extended model of photopolymerization and multicomponent diffusion during holographic recording // Proc. of the Wave Electronics and its Application in Information and Telecommunication Systems (WECONF). 2018. P. 8604429. doi: 10.1109/WECONF.2018.8604429
  7. Kogelnik H. Coupled wave theory for thick hologram gratings // Landmark Papers on Photorefractive Nonlinear Optics. 1995. P. 133–171. doi: 10.1142/9789812832047_0016
  8. Gaylord T.K., Moharam M.G. Thin and thick gratings: terminology clarification // Applied Optics. 1981. V. 20. N 19. P. 3271–3273. doi: 10.1364/AO.20.003271
  9. Corrigan N., Yeow J., Judzewitsch P., Xu J., Boyer C. Seeing the light: Advancing materials chemistry through photopolymerization // Angewandte Chemie – International Edition. 2019. V. 58. N 16. P. 5170–5189. doi: 10.1002/anie.201805473
  10. Stetson K.A. Holography with total internally reflected light // Applied Physics Letters. 1967. V. 11. N 7. P. 225–226. doi: 10.1063/1.1755109
  11. Ehbets P., Herzig H.P., Dändliker R. TIR holography analyzed with coupled wave theory // Optics Communications. 1992. V. 89. N 1. P. 5–11. doi: 10.1016/0030-4018(92)90238-M
  12. Bruder F.-K., Fäcke T., Rölle T. The chemistry and physics of Bayfol® HX film holographic photopolymer // Polymers. 2017. V. 9. N 10. P. 472. doi: 10.3390/polym9100472
  13. Lee J.C. Polymerization-induced phase separation // Physical Review E. 1999. V. 60. N 2. P. 1930–1935. doi: 10.1103/PhysRevE.60.1930
  14. Gaylord T.K., Moharam M.G. Planar dielectric grating diffraction theories // Applied Physics B. 1982. V. 28. N 1. P. 1–14. doi: 10.1007/BF00693885


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2020 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика