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1、DG窄带反射滤光片研制中胶膜厚度的理论设计C本文由it7pko07zz贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 光杂 志 年 第 卷 第 期 激 （ ） ， 窄带 反 射滤 光 片研 制 中胶膜 厚 度 的理 论设 计 口 ， 捌 鹛 王盎城 一 尚明举 （ 岛海洋 走学柏 理 系， 岛 ） 青 青 一 提要： 膜崖 的厚度是 影响 窄 带 反射滤 光片性 能指标 的一 个重要 因索 ， 文应 用抒层 舟 匝膜理 论 对 其进行 了理论 计算 ， 奉 计算 中应 用 均 匀 光学厚 度的假 设。 关麓 词 ： 重锫 酸盐明 驶 垒息滤 光片 圣
2、 芳臆 艘觞 ， （ 龃 噼 ） ： 。 一 ； 删 崆 唧 啷 口 缸 如 唧 也 ： ， 在 目前使用 的全息 记录材 料 中 重铬 酸盐 明胶 （ ；具 有 瞰 ） 折 射率调 制能力 大 、 射敢 率高 、 衍 透明度 好 、 信噪 比高等 诸多 位 点 广 泛用 于全息光学 元件 领域 。 被 年 曾 以 作 为记录 舟质制 成 了工 作 于近红 外 区域 的滤 光 片 国 内也 有 研 制成 功 衍 射 敢 率 小 带 宽 的 反 射 滤 光 片 的报 最 道【。 另 外 干 版 对 记 录 光 存 在 吸 收 作 闩 对 记 录 光 【 。 的吸收 主要 决 定 于 重 铬 酸
3、盐 的 浓 度 ，在 重 铬 酸 铵 的 浓 度 是 膜 层厚度 为 的情 况 下 ， 干版 对 激 光 的吸 收 接近 ， 于吸收 的存在 ， 录时在 膜 层 内部 参 考 光 、 光 记 物 的 光 强 比 是 不 同 的 。这 样 致 沿 膜 层 法 线 方 向 的 曝 光 量 是 不 导 均 匀 的 成 明胶 硬 度 的币 均 匀 变化 造 在 随 后 的 显 影 处 理 记 录介质 的厚度是 影 响全 息 图 质量 的 一 个重 要 因 素。耦 台 渡理论 指出 ， 加舟 质厚 度 可 以增 加 全息 图的 衍射 敢 增 。 由分层舟 质膜理论 可 以得出 ， 加舟 质厚 度可 以减
4、小全 息 圈 的 增 衍射 带宽 。我 们在研 制 窄带 反射 滤光 片时 也发 现 ， 】 在 一 中 于咀噎硬度 的 同 水膨 胀 同 水 收 缩也 不同 由 吸 脱 加 之 处 理 时 明 腔 厚 度 方 向显 影 速 率 不 同 的 影 响 致 折 射 率 导 调 制 的 均 匀 变 化 和 高 低 折 射 率 调 制 面 之 间 间 距 的 不 均 匀 ， 我 们对实 际制作 的全息 图梗 试分析 ， 发现从 空 气 一肢 滕 面刊胶 膜 一基 底 面 折射 率调 制度 由大 到小 变 化 ， 条纹 间 距 由小 刊 大 变 化 图 所 示 且 变 化 的 大 小 受 【 干 版 的
5、 韧 始 硬 如 并 度 、 光量 、 理 拂 度 等 因 素 影 响 。 曝 处 定范围 内增加介 质厚 度可 以增 加 衍 射敢 率 小 衍 射带 竟 。 减 但 如果厚 度过大 随着厚 度增 加 收和 散射增 加 吸 沿厚 度 方 向 曝 光和处 理的 不均 匀性 也 增加 ， 息 图 的 质 量 急剧 下 降 为 全 此， 首先确 定 材料 的厚 度是 必 要的 。 窄带反射 穗光 片的理 论模 型 是体 积位 相 型反 射 全息 图 ， 文应用 便 于计算 的分层介 质膜 理论 对其进 行 了分 析 在 本 此 基础之 上 ， 制 了计算 机程 序计算 确定 了 膜层 的厚 度 。
6、编 计算 中 ， 在对 体积 位相型 反射垒 息 图的不 均匀光 栅结构 的处 理 上 ， 用 了均 匀 光 学 厚 度 ” 假 设 ， 验 结 果 证 明 这 种 假 设 是 采 的 实 台理 的。 髋膜 厚度 的理论 设 计 体积位 相型 反射垒 息 图 的结 构模 型 如 图 示 。记 录过 所 程 中 ， 考光束 与物光束 干涉 的结果形 成 了驻 波干涉 的周 期分 参 布， 因此 在记录 介 质 内 部交 替地 产 生 强 曝 光 面 和 弱 曝光 面。 经 显影及 定影娃理 后 ， 质 的折 射车 出现周期 性 的变 化 ， 中， 介 其 折 射率 的极 大值 时应 于强 曝 光
7、 面， 般小 值 对 应于 弱 曝光面 ， 在 垒 息图内部形 成 器 光栅 矢 量 方 向周 期性 变 化 的 折射 率 胃制。 把具 有选种折 射率分 布 结 构 的全 息 图看 作是 折 射率 高低 交替 变 化的多层 光学介 质膜 系 ， 幺就可 应用 薄膜 干涉 理论 加 那 分 析 ，这 就是分层介 质膜 理论 模型 的基本 思想 】 由于 前面所进 的原 因 ， 际制 作 的 射 全 息 图 的折 实 反 射 率调制 和调制 面间距 的变化 是不均 匀昨 ， 分层 介 质膜 理 对 模 型来 即相 当于一折 射辜和 厚度变 化 的 规 则膜 系 。对 兑。 规 则膜系 光学 特性
8、 的分 析 要分 别 计 算每 一膜 层 的特 征矩 阵 过 程复杂 、 计算 量 大。 而且 们要 对全 息 蹦 内部 每 一 部分 的 我 折 射率和条纹 间距 的变化 归纳 总结 出确 定 的规律 是 不可能 的。 我 们注意 到 ， 空气 一胶膜 面 到胶膜 一基底 面 射 率嗣 制度 从 折 由大到小 变化 条绞间 距由小 到大变 化 而 为此 ， 们 假设 条纹 我 间 距与对应折 射率 的乘积是 一常数 ， 对分 层介 质膜理 论 模型 束 。 垒息 图膜 厚 的变化及 其 不均 匀光栅 结 构 瞰 ； 息翻在 一般 的姓 理情 况 下 膜 的 厚 度 会 产生 膨 全 胶 胀
9、， 全息 翻 的再现 波 长 比记 录波 长 增 加 左 右 。胶 膜 厚 使 度 的变化 可以用 的 成像机 制 来 解 释 干扳 曝光 后 ， 感 光部分 发生 光化 学 反应 ， 明腔 变 硬 膜 的强 曝光 部分 和 使 腔 弱 曝光 部分 的硬度 变化就形 成 了全 息囤 的潜像 ，显影 时 ， 多 结构 的呀胶 吸水体 积膨 胀 ， 性 大 ， 度 小 。在异 丙 醇 中脱 水 弹 硬 时 ， 丙醇分 子置换 了水 分 子 明胶 体 积 收缩 度变 大 ， 异 使 硬 但 体 积相对 于干明胶仍 然是膨 胀 的 ，当异丙 醇挥发 后 ， 胶 近一 明 步收缩 体积 变小 由于 光化
10、 学 反 应 ， 明胶 丧失 了一 部分 弹 性 不会变 为 碌来的尺 寸 ，因此 膜 的 厚度 会产 生 膨胀 胶 使 息 图 的 再 现 波 长 比记 录 渡 长 增 加 。 光杂 志） 年 第 卷 第 期 激 （ 为 息 阁的平均 折射率 。 每 个 子膜 层 的 厚 度 为 ： ， ） 说， 即各膜 层 的光学 厚度是 均匀 水变 的 具体方 法是假 设折 射 率 仍 按 删 亲 弦形 式 调制 ， 条纹 问 距仍是 均 匀 的 ， 而把 平均 的 折 射 率 调 制 振 幅 作 为泉 弦 调 制 振 幅 ， 平 均 的 调 制 面 间 距 作 为 把 条 纹问距 同时 这可 以 很好 地利 用 折 射 率和 条纹 间 蚓 的测 量 ！ 结 果 （ 式中 为理 沦条坟 问距 ， 与记 录光路形式 柏 关 一 个子膜层 的 特征矩 阵 为 ： 根据 上述 的处 理 思 魁 ， 们 利 用 可 视 化 编 程工 具 找 编 制 了计 算程 序 ， 台我 们在 实验中 确定的各 参 数 ， 结 对 不同记 录光波 恒 、 问 记录八射 角 、 同喷 厚 、 同照 明光 不 不 不 射 捕 等 情 况 进 行 了模 拟 ： 式中 ： ； 、 ， ： ； （ ） 在我 经过 实验确 定 丁最
