Фотоматериалы для голографии

Мы уже много говорили о фотоэмульсиях, которые благодаря высокой чувствительности широко используются для получения голограмм. Однако фотоэмульсии имеют два серьезных недостатка. Первый из них связан с зернистостью структуры фотоэмульсии, которая является причиной появления шумового фона, снижающего качество изображения. Второй недостаток заключается в том, что фотоэмульсии можно использовать только один раз, и поэтому они не пригодны для целого ряда практических применений, когда требуется стирать записанную информацию, производить перезапись и другие операции. Вот почему поиски новых материалов для голографии представляют большой практический интерес.

Среди таких материалов следует отметить термопластики и фототермопластики. В этих материалах, имеющих многослойную структуру, используются два явления, позволяющие фиксировать световое излучение. Первое из этих явлений связано с появлением электрической проводимости материала при воздействии на него лазерного луча, второе - с образованием потенциального рельефа на термопластическом слое, который может быть обнаружен при нагреве. Указанные материалы не имеют зернистой структуры, однако чувствительность и разрешающая способность их пока невелики и потребуется еще немало исследований, прежде чем они найдут широкое применение в голографии.

Весьма перспективными материалами являются магнитные пленки с мелкодоменной структурой. Не требуя проявления, допуская быструю и многократную перезапись, они особенно пригодны для так называемой оперативной голографии, когда процессы записи и считывания голограмм должны проводиться быстро и непрерывно. В этом направлении пока имеются лишь самые предварительные результаты, указывающие на принципиальную возможность создания светочувствительных слоев на основе магнитных пленок.

Очень большой интерес для голографии представляют фотохромные материалы, допускающие многократную запись и воспроизведение голограмм и не требующие химического проявления. Эти материалы не имеют дискретной структуры и обладают высокой разрешающей способностью (более 2000 линий/мм), однако чувствительность их пока что низкая.

Фотохромные материалы чувствительны к лазерному излучению в видимом диапазоне. Записанную голограмму легко стереть ультрафиолетовым облучением, после чего можно снова записать ее с помощью аргонового или гелий-неонового лазеров (в зависимости от типа фотохромного материала). В голографии уже используются фотохромные стекла в форме пластин (чувствительные к сине-зеленому спектру), имеющие, однако, очень малую оптическую активность. В последнее время были получены голограммы на органических фотохромных материалах, чувствительных к красному свету, которые благодаря высокой оптической плотности можно использовать в виде пленок (об этом более подробно будет сказано ниже).

Можно использовать и жидкие растворы органических красителей таких же составов, как жидкости, применяемые в пассивных затворах рубиновых генераторов (например, фталоцианин ванадия в нитробензоле и др.). Эта жидкости должны иметь большую оптическую активность, то есть высокую концентрацию красителя; в этом случае фоточувствительный слой может быть достаточно тонким. Голограммы в таких средах сохраняются в течение 10^-7-10^-8сек. Большой интерес представляет использование для целей голографии фотоактивных кристаллов, например, типа CaF₂ с добавками церия или лантана. Пластины из таких кристаллов имеют высокую чувствительность на волне гелий-неонового лазера и благодаря отсутствию зернистой структуры позволяют получать высококачественные голограммы.