Технологии записи мастер-матриц.

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)

Факультет" Информационные системы в управлении"

Реферат на тему:

«Голография»

По предмету Физика.

Работу выполнил:

Студент гр.Биб-11И

УткинСергей Н.

Омск – 2012

Содержание

1. История голография…………………………………….3

2. Физические принципы………………………………….5

3. Схема Лейта-Упатниекса ………………………………6

4. Схема Денисюка………………………………………….6

5. Лазерная гравировка ……………………………………7

6. Мастер матриц……………………………………………8

7. Список используемой литературы …………………….9

История голографий.

Основоположником голографии является профессор государственного колледжа в Лондоне Деннис Габор, получивший в 1947 г. первую голограмму. Открытие голографии было им сделано в ходе экспериментов по увеличению разрешающей способности электронного микроскопа. Названием "голография" Д. Габор подчеркнул, что метод позволяет зарегистрировать полную информацию об исследуемом объекте.
Голография начала бурно развиваться и приобрела большое практическое значение после того, как в результате фундаментальных исследований по квантовой электронике, выполненых советскими физиками - академиками Н.Г. Басовым и А.М. Прохоровым - и американским ученым Чарльзом Таунсом, в 1960 г. был создан первый лазер. В том же году профессором Т. Маймамом был сконструирован импульсный лазер на рубине. Эта система (в отличие от непрерывного лазера) дает мощные и короткие, длительностью в несколько наносекунд, лазерные импульсы, позволяющие фиксировать на голограмме подвижные объекты. Первый портрет человека был снят с помощью рубинового лазера в 1967 году.
Начало изобразительной голографии было положено работами Эмметта Лейта и Юриса Упатниекса из Мичиганского Технологического Института (США), получившими в 1962 г. первую объемную пропускающую голограмму, восстанавливаемую в лазерном свете. Схема записи голограмм, предложенная этими учеными, теперь используется в голографических лабораториях повсюду в мире.
Решающее значение для развития изобразительной голографии имели работы академика Ю.Н. Денисюка, выполненные в 60-70-х годах. Он впервые получил отражательные голограммы, позволяющие воспроизводить объемные изображения в обычном, белом свете. Практически вся современная изобразительная голография базируется на методах, предложенных Денисюком.
Первые высококачественные голограммы по методу Ю.Н. Денисюка были выполнены в 1968 г. в СССР - Г.А. Соболевым и Д.А. Стаселько, а в США - Л. Зибертом. В 1969 г. Стивен Бентон из Polaroid Research Laboratories (США) изготовил пропускающую голограмму, видимую в обычном белом свете. Голограммы, изобретенные Бентоном, были названы радужными, так как они переливаются всеми цветами радуги, из которых состоит белый свет. Открытие Бентона позволило начать массовое производство недорогих голограмм путем "штамповки" интерференционных картин на пластик. Голограммы именно такого типа применяются сегодня для защиты от подделок документов, банковских карточек и т.д. Благодаря Бентону голография обрела популярность в широких слоях общества.
В 1977 г. Ллойд Кросс получил мультиплексную голограмму, состоящую из множества обычных фотографий объекта, снятых с множества точек зрения, лежащих в горизонтальной плоскости. При перемещении такой голограммы в поле зрения можно увидеть все запечатленные кадры.
С середины 70-х ведутся разработки систем голографического кинематографа. В нашей стране значительные успехи в этом направлении были достигнуты специалистами Научно-исследовательского кино-фото института (НИКФИ) в Москве под руководством В.Г. Комара.
В настоящее время голография продолжает активно развиваться, и с каждым годом в этой области появляются новые интересные решения.

Физические принципы

Рассеянные объектом волны характеризуются амплитудой и фазой. Регистрация амплитуды волн не представляет затруднений; обычная фотографическая пленка регистрирует амплитуду, преобразуя ее значения в соответствующее почернение фотографической эмульсии. Фазовые соотношения становятся доступными для регистрации с помощью интерференции, преобразующей фазовые соотношения в соответствующие амплитудные. Интерференция возникает, когда в некоторой области пространства складываются несколько электромагнитных волн, частоты которых с очень высокой степенью точности совпадают. Когда записывают голограмму, в определённой области пространства складывают две волны: одна из них идёт непосредственно от источника (опорная волна), а другая отражается от объекта записи (объектная волна). В этой же области размещают фотопластинку (или иной регистрирующий материал), в результате на этой пластинке возникает сложная картина полос потемнения, которые соответствуют распределению электромагнитной энергии (картине интерференции) в этой области пространства. Если теперь эту пластинку осветить волной, близкой к опорной, то она преобразует эту волну в волну, близкую к объектной. Таким образом, мы будем видеть (с той или иной степенью точности) такой же свет, какой отражался бы от объекта записи.

Схема записи Лейта-Упатниекса.

В этой схеме записи луч лазера делится специальным устройством, делителем (в простейшем случае в роли делителя может выступать любой кусок стекла), на два. После этого лучи с помощью линз расширяются и с помощью зеркал направляются на объект и регистрирующую среду (например, фотопластинку). Обе волны (объектная и опорная) падают на пластинку с одной стороны. При такой схеме записи формируется пропускающая голограмма, требующая для своего восстановления источника света с той же длиной волны, на которой производилась запись, в идеале — лазера

Схема записи Денисюка.

В 1962 г. советский физик Юрий Николаевич Денисюк предложил перспективный метод голографии с записью в трехмерной среде. В этой схеме луч лазера расширяется линзой и направляется зеркалом на фотопластинку. Часть луча, прошедшая через неё, освещает объект. Отраженный от объекта свет формирует объектную волну. Как видно, объектная и опорная волны падают на пластинку с разных сторон (т. н. схема на встречных пучках). В этой схеме записывается отражающая голограмма, которая самостоятельно вырезает из сплошного спектра узкий участок (участки) и отражает только его (т.о. выполняя роль светофильтра). Благодаря этому изображение голограммы видно в обычном белом свете солнца или лампы (см. иллюстрацию в начале статьи). Изначально голограмма вырезает ту длину волны, на которой её записывали (однако в процессе обработки и при хранении голограммы эмульсия может менять свою толщину, при этом меняется и длина волны), что позволяет записать на одну пластинку три голограммы одного объекта красным, зелёным и синим лазерами, получив в итоге одну цветную голограмму, которую практически невозможно отличить от самого объекта. Эта схема отличается предельной простотой и в случае применения полупроводникового лазера (имеющего крайне малые размеры и дающего расходящийся пучок без применения линз) сводится к одному лишь лазеру и некоторой основы, на которой закрепляется лазер, пластинка и объект. Именно такие схемы применяются при записи любительских голограмм.

Лазерная гравировка.

Лазерная гравировка – современная технология персонализации голограмм (см. также «ТЕРМОТРАНСФЕРНАЯ ПЕЧАТЬ»), другими словами это нанесение дополнительного НЕголографического изображения или нумерации на любую голографическую этикетку при помощи лазера.
Рисующий картинку лазерный луч фокусируется на металлизированном непрозрачном слое голограммы и испаряет его, поэтому напросвет голограмма с лазерным рисунком прозрачна, однако верхний защитный прозрачный слой голограммы остается неповрежденным.
Для нанесения лазерной гравировки Ваше изображение должно быть выполнено в одном из векторных графических форматов. Максимальный размер такого рисунка не должен превышать 24х24 мм.
Достоинства данной технологии:
• Так как лазерный рисунок «спрятан» внутри этикетки удалить его без разрушения самой этикетки практически невозможно.
• Для лазерной гравировки необходимо не только дорогостоящее оборудование, но и высококвалифицированные специалисты, поэтому изготовление голограмм с лазерным рисунком в кустарных условиях крайне затруднительно.
• Так как рисующий картинку лазер испаряет непрозрачный слой голограммы, то при наклеивании такой этикетки на различные по цвету поверхности можно получать разные цвета Вашего лазерного изображения.
• Высокое разрешения полученного изображения – минимальная толщина линии 2 мкм.

МАСТЕР-МАТРИЦ

Мастер-матрица представляет собой оригинал голографического изображения в виде гибкой специальной пластины, выполненной из сплава дорогостоящих материалов (никель, платина и др.).

Технологии записи мастер-матриц.

Запись изображений на мастер-матрице производится одним из следующих методов:
• «Аналоговая» технология. Классическая технология записи изображения, для которой необходимо относительно недорогое оптическое оборудование (лазер, оптический стол, расходные материалы и т.д.). Технология вполне доступна для оптической лаборатории среднего уровня.
• «E-beam» технология. Предполагает использование электронно-лучевого литографа (тип - ZBA). Оборудование и программное обеспечение для записи изображения крайне дорогое и сложное. Позволяет вносить в изображение различные степени защищенности от подделки (микротексты высотой от 30 мкм, микрооптические элементы, «скрытые» изображения и т.д.). Необходимость использования такой технологии появляется только в случаях, когда требуется чрезвычайно высокое разрешение элементов голограммы и специальных защитных элементов.
• «Дот-Мэтрикс» технология. Дорогая технология, для которой требуется специальное и достаточно сложное, оборудование, программное обеспечение. Запись изображения производится по особой технологии, по точкам (дотам), причем каждая точка представляет из себя микро-голограмму.
• «Комбинированная» технология. Сочетает в себе одновременно различные методы записи (например, аналоговую и электронно-лучевую, аналоговую с дот-мэтрикс). Является наиболее сложной и дорогостоящей. Практически нет возможности для имитации в обычных условиях оптической лаборатории.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: