專利名稱：連續(xù)復(fù)制反射全息圖的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及連續(xù)復(fù)制反射全息圖的裝置。
本實(shí)用新型裝置由光學(xué)平臺(tái)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、拉緊機(jī)構(gòu)、耦合液滲透器、壓輥等部件組成，光學(xué)平臺(tái)上安置待復(fù)制的反射全息圖模板，模板上是復(fù)制載體即記錄材料感光薄膜，薄膜兩端分別是驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和拉緊機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使薄膜以一定的速度勻速在模板上運(yùn)行，拉緊機(jī)構(gòu)配合驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)輸送薄膜，薄膜上有壓輥以固定薄膜的運(yùn)行不偏離。拉緊機(jī)構(gòu)一端的光學(xué)平臺(tái)端口開(kāi)設(shè)一耦合液滲透器凹槽，使耦合液隨薄膜的運(yùn)行滲透在模板與薄膜之間。用一定角度的平行參考光照射到薄膜和模板上，通過(guò)上述裝置，即可將圖文復(fù)制到薄膜上，達(dá)到連續(xù)復(fù)制反射全息圖的目的。
本實(shí)用新型在平臺(tái)兩端的薄膜上有壓輥，用以壓緊移動(dòng)的薄膜不偏離運(yùn)行軌道。
耦合液滲透器與耦合液輸送計(jì)量泵連接，用以恒定不間斷地輸送耦合液。
耦合液滲透器也可以是刀狀漏斗型，其安裝于薄膜與模板相映接觸之前端，靠近薄膜處有滲透口，隨薄膜的運(yùn)行而滲透至薄膜其可與耦合液輸送泵連接，方便耦合液的輸送。
本實(shí)用新型制備反射全息圖和模板的前期工作是采用離軸法攝錄反射全息圖，它是制作高反射率的反射全息圖模板的主要方法，通過(guò)兩步實(shí)現(xiàn)，用本裝置可連續(xù)復(fù)制反射全息圖，它是通過(guò)同軸記錄法得以實(shí)現(xiàn)。以下對(duì)其作進(jìn)一步描述第一步是記錄透射全息圖H1(見(jiàn)


圖1)，將圖象信息記錄在感光材料上；第二步是通過(guò)再現(xiàn)H1(見(jiàn)圖2)，獲得所需的圖象，在圖象的位置放置模板記錄材料H2，通過(guò)調(diào)整H1再現(xiàn)光的強(qiáng)度來(lái)調(diào)整物光強(qiáng)度，再選擇合適角度的平行光作為參考光，從記錄材料兩側(cè)投射到記錄材料上，記錄了高反射效率的反射全息圖，以此作為復(fù)制模板。
將全息記錄薄膜經(jīng)光學(xué)耦合液耦合到該模板上，用記錄H2相同角度的平行參考光照射到全息記錄薄膜和模板上(見(jiàn)圖3)復(fù)制反射全息圖。在復(fù)制過(guò)程中，如果薄膜與模板之間沒(méi)有光學(xué)耦合液的存在會(huì)因折射率的不同而產(chǎn)生界面反射，形成雜散光(零級(jí)光)，光學(xué)耦合液的引入可以解決這個(gè)問(wèn)題的。光學(xué)耦合液有α-萘，二甲苯，蔗糖飽和溶液等。在連續(xù)復(fù)制過(guò)程中可以將耦合液通過(guò)類似刀狀漏斗滲透器(見(jiàn)圖4)或在曝光平臺(tái)上開(kāi)出耦合液滲透槽(見(jiàn)圖5)，耦合液可通過(guò)計(jì)量泵輸送到滲透器或滲透槽中以保持液面的恒定。在薄膜移動(dòng)時(shí)將液體帶入薄膜與模板之間，利用毛細(xì)滲透使液體形成薄而均勻的耦合層，該耦合層的厚度為0.5-5μm。
連續(xù)復(fù)制全息圖的驅(qū)動(dòng)裝置可以用一個(gè)步進(jìn)電機(jī)和電腦單板機(jī)控制等距離的傳送。驅(qū)動(dòng)裝置是由一個(gè)主動(dòng)滾軸和一個(gè)被動(dòng)滾軸所組成，主動(dòng)滾軸是由電腦單板機(jī)發(fā)送信號(hào)指令給步進(jìn)電機(jī)而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)卷在被動(dòng)滾軸滾筒上的感光薄膜等距(每次間隔距離視記錄圖案而定)運(yùn)行，薄膜以0.5米/分-3米/分的速度運(yùn)行。被動(dòng)滾軸也是一個(gè)拉緊機(jī)構(gòu)，在被動(dòng)過(guò)程中有1-10公斤的阻尼，從而實(shí)現(xiàn)拉緊(見(jiàn)圖3)。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下特點(diǎn)1.運(yùn)用本實(shí)用新型裝置可采用離軸法記錄反射全息圖的模板，通過(guò)調(diào)節(jié)H1的再現(xiàn)光和參考光之比例來(lái)調(diào)節(jié)模板的反射效率(即再現(xiàn)象的亮度)，獲得高反射效率的全息圖模板。
2.運(yùn)用本實(shí)用新型裝置通過(guò)同軸法連續(xù)復(fù)制上述全息圖模板，獲得高反射效率的全息圖。
3.本實(shí)用新型裝置可實(shí)現(xiàn)薄膜連續(xù)復(fù)制反射全息圖，消除了復(fù)制過(guò)程中的雜散光，解決了反射全息圖批量生產(chǎn)的難題。
圖4是耦合液滲透器示意圖。
圖5是凹槽式耦合液滲透器。
上述圖中1是光學(xué)平臺(tái)，2是全息圖模板，3是記錄材料聚合物薄膜，4是驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，5是拉緊機(jī)構(gòu)，6是壓輥，7是滲透器，8是輸送泵，9是漏斗型滲透器，10是被攝物體。
將已制作完成的反射全息圖模板置于帶有200×3MM耦合液滲透凹槽的光學(xué)平臺(tái)上，再將一卷感光薄膜置于拉緊裝置的被動(dòng)滾軸上，通過(guò)引帶將感光膜導(dǎo)入壓輥下，使膜從光學(xué)平臺(tái)的模板上經(jīng)過(guò)，從另一端的壓輥下引出，由主動(dòng)滾軸帶動(dòng)運(yùn)行，在運(yùn)行時(shí)感光膜帶出滲透槽滲透出的二甲苯耦合液至模板與感光膜之間，形成0.5-5μm耦合簿層。由激光器發(fā)射出的激光光束，經(jīng)過(guò)空間濾波器擴(kuò)束到透鏡形成平行光，以與模板制作時(shí)的入射參考光的角度為入射角將其作為復(fù)制時(shí)的復(fù)制光源進(jìn)行復(fù)制。在復(fù)制過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由電腦單板機(jī)控制其運(yùn)行速度和運(yùn)行距離實(shí)現(xiàn)連續(xù)復(fù)制。
結(jié)合反射全息圖的全過(guò)程，運(yùn)用本實(shí)用新型裝置的過(guò)程進(jìn)一步敘述如下全息圖記錄的第一步，透射全息圖H1的制作，將被攝物體置于全息記錄干板前約150mm-250mm處，將激光器所發(fā)出的激光分成兩束光，其中的一束作為物光，根據(jù)物體的尺寸均勻地照射物體，使其反射到記錄干板上；另一束光作為參考光，通過(guò)擴(kuò)束鏡和透鏡形成平行光，其直徑為100-150mm，與記錄材料形成40°-60°直接照射記錄材料(見(jiàn)
圖1)，將物光與參考光的干涉條紋記錄于全息干板上，經(jīng)處理后得到所要的透射全息圖H1。
第二步是反射全息模板H2的制作，將透射全息圖H1置于原位(見(jiàn)圖2)，用攝錄H1時(shí)所用的參考光作為再現(xiàn)光，在相應(yīng)的位置得到被攝物體的立體圖象，根據(jù)要求將全息記錄材料干板置于該位置，并可通過(guò)調(diào)整再現(xiàn)光的強(qiáng)度來(lái)調(diào)整立體圖像的亮度。同時(shí)將平行的參考光在全息干板的另一側(cè)與其法線成30°-60°角度照射作為參考光，控制參考光與物光的光強(qiáng)比例，將參考光與平行光在全息干板上形成的干涉條紋記錄于其中，得到所要的反射全息圖模板。通過(guò)分光光度計(jì)測(cè)試，該全息圖的反射效率達(dá)到70-80％。
第三步是反射全息圖的連續(xù)復(fù)制，將反射全息圖模板H2固定在光學(xué)平臺(tái)上(見(jiàn)圖3)用與記錄模板H2時(shí)相同入射角(與干板法線成30°-60°角)的平行光為參考光，將記錄材料薄膜置于模板上，經(jīng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳輸，移動(dòng)的薄膜將光學(xué)耦合滲透器中的二甲苯帶入薄膜與模板之間，形成均勻而很薄的二甲苯光學(xué)耦合層，在參考光的照射下在薄膜層中記錄了反射全息圖。經(jīng)處理后得到一張反射效率至少在80％的反射全息圖。通過(guò)薄膜的連續(xù)移動(dòng)，重復(fù)曝光，達(dá)到連續(xù)復(fù)制生產(chǎn)的目的。
權(quán)利要求1.一種連續(xù)復(fù)制反射全息圖的裝置，由光學(xué)平臺(tái)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、拉緊機(jī)構(gòu)、耦合液滲透器、壓輥等部件組成，其特征是光學(xué)平臺(tái)(1)上是待復(fù)制的反射全息圖模板(2)，模板上是記錄材料光致聚合物薄膜(3)，薄膜兩端分別是驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)和拉緊機(jī)構(gòu)(5)，薄膜上有壓輥(6)，光學(xué)平臺(tái)一端的凹槽是耦合液滲透器(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)復(fù)制反射全息圖的裝置，其特征是光學(xué)平臺(tái)兩端的薄膜上有壓輥(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)復(fù)制反射全息圖的裝置，其特征是耦合液滲透器與耦合液輸送泵(8)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)復(fù)制反射全息圖的裝置，其特征是耦合液滲透器是位于薄膜與模板相映前端的刀狀漏斗型(9)。
專利摘要本實(shí)用新型是一種連續(xù)復(fù)制反射全息圖的裝置?，F(xiàn)有技術(shù)僅限于單片制作激光反射全息圖，制作效率不高，且圖像的反射效率也不高。本實(shí)用新型是在光學(xué)平臺(tái)上安置待復(fù)制的反射全息圖模板，模板上是用于復(fù)制的記錄載體材料感光薄膜，薄膜由兩端的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和拉緊機(jī)構(gòu)勻速運(yùn)動(dòng)，在薄膜與模板相映之前安置一滲透液耦合器，在一定角度相干參考光的照射下，隨著薄膜的運(yùn)動(dòng)，模板的圖像即可連續(xù)復(fù)制于薄膜上。工藝簡(jiǎn)捷，反射效率高。
文檔編號(hào)C08J5/18GK2575721SQ0226110
公開(kāi)日2003年9月24日 申請(qǐng)日期2002年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月30日
發(fā)明者徐良格, 李忠鑫, 陳慶華, 黃孝穗, 高蕓, 楊志能 申請(qǐng)人:上海朗創(chuàng)光電科技發(fā)展有限公司