DE2118716A1 - Verfahren zur Verbesserung der Lebensdauer eines Hologramms - Google Patents
Verfahren zur Verbesserung der Lebensdauer eines HologrammsInfo
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Description
Aktenzeichen der Anmelderin: Docket PO 969 054
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Lebensdauer
eines durch Entwickeln einer silberhalogenidhaltigen Gelatineschicht mit einem Ätz-Bleichmittel entstandenen Hologramms.
Eine Verbesserung der Lebensdauer von Hologrammen ist besonders
erwünscht für deren Verwendung zur Speicherung von Informationen in optischen Speiehersystemen mit sehr hoher Informationsdichte
und hoher Auslesegenauigkeit der gespeicherten Informationen. Es gibt zahlreiche Veröffentlichungen über die Härtung von photographischen
Emulsionen. Bisher wurde jedoch nicht vorgeschlagen, die Beugunqsergiebigkeit eines Hologramms, bei dem die gespeicherten
Informationen mit einem energiereichen Laserstrahl ausgelesen werden, durch eine Härtung gemäß der Erfindung zu verbessern.
Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Verbesserung der Lebensdauer
eines durch Entwickeln einer silberhalogenidhaltigen Gelatineschicht mit einem Ätz-Bleichmittel entstandenen Hologramms,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Hologramm nach
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03 rj>--;?i ,.-;·■
der Entwicklung gehärtet wird.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird das Hologramm
durch Behandeln mit der Lösung eines Härtungsmittels für Gelatine und/oder durch Erhitzen gehärtet. Als Härtungsmittel
sind eine Dichromat-Chloridlösung oder eine FormaIinlösung besonders
geeignet. Die Härtung durch Erhitzen wird vorzugsweise im Vakuum oder in einer Inertgasatmosphäre durchgeführt.
Hologramme r die wiederholt mit energiereichen Laserstrahlen ausgelesen werden, besitzen eine verbesserte Lebensdauer, wenn sie
eine gegebene Beugungsergiebigkeit über einen langen Zeitraum während des Gebrauchs beibehalten. Sie werden nach dem im folgenden
beschriebenen Verfahren erhalten.
a) Eine photographische, silberhalogenidhaltige Emulsion wird auf einen Glasträger aufgebracht, zur Erzeugung des Phasenhologramm-Bildmusters
mit kohärentem Licht belichtet und anschließend vorgehärtet durch
Behandeln mit einem formaldehydhaltigen Vorhärter Kodak SH-5
(10 min),
Wässern (5 min)
und anschließendes Entwickeln.
Wässern (5 min)
und anschließendes Entwickeln.
b) Entwickeln mit dem boraxhaltigen Kodak D-76 Entwickler (7 min) ,
Unterbrecherbad (1 min),
Fixieren im Fixierbad (3 min),
Wässern in fließendem Wasser (10 min), Trocknen an der Luft,
Fixieren im Fixierbad (3 min),
Wässern in fließendem Wasser (10 min), Trocknen an der Luft,
Bleichen im Bleichbad Kodak EB-2 (5 min)
(Dieses Bleichbad enthält Kupfersulfat, Zitronensäure, Kaliumbromid
und Wasserstoffperoxid).
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Docket PO 969
SchluSwässerung (10 min),
Schlußtrocknung.
Die entwickelte Platte ist ein Phasenhologramm, das als binäre Aufzeichnung in einem Speichersystem verwendet wird, wie beispielsweise
in dem Artikel "Holographische Speicher zur Datenspeicherung" von V. A. Vitols, IBM Technical Disclosure1Bulletin,
Vol. 8, Nr. 11, April 1966, Seite 1581 - 1583 beschrieben ist. In einem solchen System werden Hologrammaufzeichnungen wiedergegeben
durch Auslesen mit einem über eine Ablenkeinheit geführten Laserstrahl (Argonlaser bei 5145 8) mit hohem Energiedichteni-
2 veau in der Größenordnung von 20 Watt/cm . Obgleich die entwikkelten
Phasenhologramme eine hohe Beugungsergiebigkeit und eine hohe Qualität der ausgelesenen Information ergeben, welches Eigenschaften
sind, die der Holographie innewohnen, findet man, daß die Ergiebigkeit während der Verwendung rasch abfällt, was
auf eine Schwärzung der Emulsionsschicht durch den intensiven Wiedergabe-Laserstrahl zurückzuführen ist. Daraus ist ersichtlich,
daß solche Hologramme ohne eine weitere Behandlung, wie sie im folgenden beschrieben wird, keine ausreichend hohe Lebensdauer
besitzen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung besitzen Hologrammplatten, die nach der Entwicklung zur Härtung nachbehandelt werden je nach
der Behandlungsart und -dauer eine erhöhte Lebensdauer. Anhand
der nachfolgenden Ausführungsbeispiele wird gezeigt, daß erhebliche Verbesserungen der Lebensdauer erreicht werden können.
a) Die entwickelte Platte wird 5 min lang in eine Dichromat/Chloridlösung
getaucht, die aus gleichen Anteilen A und B besteht.
^ (Lösung A enthält 20 g (NH4J3Cr2O7 und 14 ml konzentrierte
H3SO4 verdünnt auf 11.
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Lösung B enthält 45 g NaCl verdünnt auf 11). '
Ein Teil der Mischung AB wird mit 10 Teilen Wasser verdünnt.
b) Anschließend wird die Platte 3 bis 5 min lang in einer verdünnten Bisulfitlösung gespült, um überschüssiges
Dichromat zu entfernen. Diese Bad enthält 15 g Na3SO3
verdünnt auf 1 1.
c) Anschließend wird die Platte luftgetrocknet und 1/2 Stunde lang in einem evakuierten Ofen, der 1/2 Stunde
vorgeheizt war, auf 200 0C erhitzt und allmählich
(während 2 1/2 Stunden) abgekühlt.
Nach der Entwicklung wurde die Platte in die Dichromat- und Bisulfitlösungen
wie im Beispiel 1 getaucht und 15 min lang gewaschen aber nicht erhitzt.
Nach der Entwicklung wurde die Platte erhitzt, aber nicht mit einer
Lösung behandelt.
Nach der Entwicklung wurde die Platte drei Mal nacheinander alternierend
mit einem Laserstrahl (5145 8) belichtet und kurz in die Dichromatlösung wie im Beispiel 1 getaucht. Die vorbehandelte
Platte wurde schließlich mit Bisulfitlösung gespült und wie im Beispiel 1 erhitzt.
Nach der Entwicklung wurde die Platte mit einem Laserstrahl (5145
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Docket PO 969 054
A) zur Kontrolle belichtet. Die Platte wurde 1/2 Stunde lang in
Vakuum erhitzt.
Nach der Entwicklung wurde die Platte nacheinander 5 min lang in
Dichromatlösung wie in Beispiel 1, jedoch unverdünnnt, getaucht und 5 min lang wie in Beispiel 1 mit einer verdünnten Bisulfitlösung
gespült. Anschließend wurde die Platte durch Spülen mit Alkohol getrocknet und 1/2 Stunde lang in Vakuum auf 200 0C erhitzt.
Behandlung wie in Beispiel 6 mit einer Dichromat/Chloridlösung,
jedoch mit Wasser verdünnt wie in Beispiel 1.
Behandlung wie in Beispiel 7, die Platte wurde vor der Behandlung
eine Stunde lang mit kurzwelligem UV-Licht bestrahlt.
Keine Behandlung (Kontrollversuch).
Behandlung mit ,Dichromat- und Bisulfitlösungen wie in Beispiel 1,
kein Erhitzen.
Behandlung wie in Beispiel 10 und anschließendes Erhitzen in Luft
(250 0C).
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Behandlung wie in Beispiel 10 und anschließendes Erhitzen in He-
liumatmosphäre (190 0C).
Behandlung wie in Beispiel 10 und anschließendes Erhitzen im Vakuum
(180 0C).
Behandlung wie in Beispiel 10 und anschließendes Erhitzen in Stickstoff
atmosphäre (200 0C).
Behandlung wie in Beispiel 1. Anstelle der Dichromatlösung wird
eine 20 %ige Forsnalinlösung verwendet. Anschließend wird die Platte in einer Bisulfitlösung gespült und in Stickstoffatmosphäre erhitzt.
Die Halbwertszeit t, y2 ^er Beugungsergiebigkeit der nachbehandelten
Platten wird bestimmt. Unter Halbwertszeit wird die Zeit verstanden,
in der die Beugungsergiebigkeit bei Dauerbelichtung mit einem Laserstrahl (5145 S) auf die Hälfte des usprünglichen Wertes
abgesunken ist. Die Belastungen während dieses Tests sind wesentlich höher als die tatsächlichen Belastungen bei der Anwendung
in Speichern, bei denen der Laserstrahl nur in Form von Impulsen einwirkt und die tatsächliche Bestrahlung im allgemeinen 50 % der
Arbeitszeit nicht übersteigt, so daß sich die Hologrammgelatine von den Einwirkungen der Strahlung jedesmal erholen kann.
Die Ergebnisse und Bedingungen, unter denen diese Versuche durchgeführt
wurden, sind in der folgenden Tabelle angegeben.
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1 2
co 4 οο
^ 5 co
„
8 9
10 11
Nachbehandlung nach Entwicklung
Laser-Energledichte- tl/2 (Stunden) Knoop Mikroniveau
(Watt/cm2) härte bei tl/2
Verd. Dichromatlösung Erhitzen im Vakuum
Verd. Dichromatlösung
Erhitzen
Belichten mit Laserstrahl
Verd. Dichromatlösung, Erhitzen
Belichten mit Laserstrahl Erhitzen im Vakuum
ünverd. Dichromatlösung,
Trocknen mit Alkohol Erhitzen im Vakuum
Verd. Dichromatlösung, Trocknen mit Alkohol, Erhitzen im Vakuum
Belichten mit UV-Licht, Behandlung wie
Keine Behandlung (Kontrollmessung)
Verd. Dichromatlösung
Verd. D ichromatlösung
Erhitzen in Luft 0,5
0,5 0,5 0,5
0,5 0,5
0,5
0,5 9,0
9,0 9,0
(a)
10,3
(b)
(b)
1,02
0,88 <b) 1/O2(b),(c)
10,03(b)'(d>
0 2l 0,89<b>'<d>
10,7-
0»
15.1
9,75 0,14
0,18 0,55
(b)
(b)
(b)
30
32 43,3
Beispiel Nachbehandlung
nach Entwicklung
FORTSETZUNG
Laser-Energiedichte- tl/2 (Stunden) Knoop Mikroniveau
(Watt/cm2) härte bei tl/2
12
<o 13 oo
*■>■
cn 14
*■>■
cn 14
cn 15 oo
Verd. Dichromatlösung
Erhitzen in Helium
Verd. Dichromatlösung Erhitzen im Vakuum
Verd. Dichromatlösung
Erhitzen in Stickstoff
Formalinlösung Erhitzen in stickstoff 9,0
9,0
9,0
9,0
9,0
9,0
9,0
0,95
1,05
0,90
1,02
(b)
(b)
(b)
(b)
52,6 |
I
00 |
53,7 | I |
54,9 | |
54,7 | |
(a) Energiedichteniveau erhöht, um Alterung und Durchführung der Versuche zu beschleunigen
(b) Wert durch Extrapolation, basierend auf der Änderung der Ergiebigkeit mit der Zeit.
(c) Wert vor Erhitzen als Kontrollwert
(d) Wert nach Erhitzen
Die oben angegebenen Beispiele und die in der Tabelle aufgeführten
Resultate ergeben:
1. Die Halbwertszeit der Beugungsergiebigkeit hängt, für bestimmte
Hologramme und eine bestimmte Wellenlänge des Laserstrahls (5145 A), wesentlich von der durch die Nachbehandlung erzeugten
Härte der Schicht ab.
2. Die Halbwertszeit scheint exponentiell mit einer linearen Zunahme
der durch die Nachbehandlung erzeugten Härte der Schicht zuzunehmen.
3. Die durch die Nachbehandlung erzeugte Härte, entweder nur durch Erhitzen oder durch Behandeln mit einer Lösung, bewirkt
eine Zunahme von t, .~ um mehr als das Fünffache (t, .~
Beispiel 5; oder t,y2 vor dem Erhitzen Beispiel 5 verglichen
mit ^1,2 in den Beispielen 2 und 3; oder t. ,„ Beispiel 9 verglichen
mit t. /o Beispiel 10).
A/Z
4. Die durch die Nachbehandlung erzeugte Härte durch Behandeln mit einer Dichromatlösung und anschließendes Erhitzen bewirkt
eine Zunahme von t. ,- um einen Faktor, der größer ist als bei
einer Härtung durch Behandeln mit einer Lösung allein oder durch Erhitzen der Schicht (t >_ Beispiel 7 verglichen mit
Beispiel 5 vor dem Erhitzen, Zunahmefaktor = 15,1/0,21 = 72 oder t.y2 Beispiel 13 verglichen mit t./2 Beispiel 9, Zunah
mefaktor = 1,05/0,014 = 75).
5. Das Erhitzen zur Härtung wird vorteilhafterweise im Vakuum, in Inertgasatmosphäre, in Luft oder logischerweise in jeder
Atmosphäre, die nicht zerstörend auf das Hologramm wirkt, durchgeführt. Erhitzen im Vakuum oder in Inertgasatmosphäre
(Beispiele 12 bis 15) sind doppelt so wirksam wie Erhitzen in Luft (Beispiel 11).
6. Bei der Härtung durch Erhitzen findet eine Vernetzung der Ge-
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latine, die das Hologramm enthält, statt. Es ist vorteilhaft,
die Gelatineschicht nur so hoch zu erhitzen, daß eine Beschleunigung der Härtung eintritt, eine Zersetzung der Gelatine
jedoch vermieden wird. Ein Temperaturbereich von 180 250 0C ist für diesen Zweck am besten geeignet.
7. Die Schlußtrocknung ist wirksam in jeder Atmosphäre (Luft, Alkoholspülung,
Trocknung im Ofen und dergleichen).
8. Konzentrierte Dichromatlösung ist nur etwas weniger wirksam
als verdünnte Dichromatlösung.
als verdünnte Dichromatlösung.
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Claims (7)
- PATENTAN SPRÜCHEVerfahren zur Verbesserung der Lebensdauer eines durch Entwickeln einer silberhalogenidhaltigen Gelatineschicht mit einem Ätz-Bleichmittel entstandenen Hologramms, dadurch gekennzeichnet, daß das Hologramm nach der Entwicklung gehärtet wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hologramm durch Behandeln mit der Lösung eines Härtungsmittels für Gelatine und/oder durch Erhitzen gehärtet wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hologramm durch Behandeln mit einer Dichromat/Chlorid- oder einer Formalinlösung gehärtet wird.
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hologramm lach der Behandlung mit einer Dichromat/Chlorid- oder Formalinlösung mit einer Bisulfitlösung gespült wird.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hologramm durch Erhitzen im Vakuum oder in einem Inertgas gehärtet wird.
- 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hologramm durch Erhitzen in Stickstoff oder Helium gehärtet wird.
- 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hologramm durch Erhitzen auf 180 250 °C gehärtet wird.109845/1681 Docket PO 969 054
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EP0225852A2 (de) * | 1985-12-11 | 1987-06-16 | ILFORD Limited | Behandlung von Hologrammen |
EP0225852A3 (en) * | 1985-12-11 | 1989-08-09 | Ciba-Geigy Ag | Processing holograms |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1291673A (en) | 1972-10-04 |
US3695879A (en) | 1972-10-03 |
FR2092395A5 (de) | 1972-01-21 |
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