УДК 535(06)+004(06) А.Н. Малов, А.В. Неупокоева1 Иркутский

УДК 535(06)+004(06)
А.Н. МАЛОВ, А.В. НЕУПОКОЕВА1
Иркутский государственный университет
1
Иркутский государственный медицинский университет
ФОРМИРОВАНИЕ ФАЗОВОЙ ЛИНЗЫ
В ДИХРОМИРОВАННОМ ЖЕЛАТИНЕ
Экспериментально исследована кинетика формирования фазовой линзы в слоях дихромированного
желатина (ДЖ) толщиной 4-5 мм. Показано, что при формировании фазовой линзы в слоях ДЖ величины
модуляции фазы превышает значение 2, что приводит к тому, что рост угла рассеяния при плотностях
энергии около 80 Дж/см2 сменяется уменьшением.
Для записи объемных голограмм можно применять самопроявляющиеся (СП) слои дихромированного
желатина (ДЖ) [1] толщиной в несколько миллиметров. При экспозиции в слое происходит изменение
зарядового состояния иона хрома с Cr6+ до Cr3+, что инициирует переход «спираль-клубок» на уровне
вторичной структуры молекулы желатина.
Экспериментально измерялось пропускание в коллимированной компоненте. Для этого фотоприемник
располагался на расстоянии около 500 мм от образца. Непосредственно перед фотоприемником стояла
диафрагма диаметром 1 мм, т.е. равная диаметру исходного лазерного луча. Для определения того, какая
часть прошедшего через образец излучения рассеивается и на какой угол, использовался набор диафрагм
различного диаметра. Сравнение коэффициента пропускания с диафрагмами и без них позволило
определить изменение угла рассеяния.
В качестве эталонного графика бралась зависимость коэффициента пропускания без диафрагм Т 0(t),
когда все прошедшее через образец излучение (включая рассеянное) попадало на фотодиод. Далее,
проводились измерения коэффициента пропускания с диафрагмой диаметром 8 мм. Строился
соответствующий график Т1(t). Разность между эталонными значениями коэффициента пропускания Т 0(t) и
полученными в данном измерении значениями Т1(t) определяет, какая часть излучения прошедшего через
образец рассеялась в кольцо, закрытое диафрагмой. Затем ставилась диафрагма диаметром 6 мм,
проводились измерения коэффициента пропускания, и строился соответствующий график. Разность Т 1(t)Т2(t) определяет, какая часть излучения прошедшего через образец рассеялась в кольцо с внутренним
диаметром 6 мм и внешним диаметром 8 мм (рис. 1 а). Аналогичным образом проводились измерения с
диафрагмой диаметром 4 мм. В кольцо с внутренним диаметром 4 мм и внешним диаметром 6 мм
рассеялось излучение (рис. 1 б) определяемое соотношением Т2(t)-Т3(t).
Рис. 1. Временные зависимости величины рассеяния в кольцо с внешним диаметром 10мм и внутренним 8
мм (а), и в кольцо с внешним диаметром 6 мм и внутренним 4 мм (б)
Из рис. 1 видно, что в промежутке экспозиций от 20 до 100 Дж/см 2 максимум рассеяния приходится на
самое внешнее кольцо, а рассеяние в ближайшее к лучу кольцо остается постоянным. При экспозиции
свыше 100 Дж/см2 ситуация меняется: рассеяние в кольцо самого малого диаметра начинает расти, за счет
уменьшения рассеяния в другие кольца.
Изменение угла рассеяния с ростом экспозиции объясняется тем, в слоях СПДЖ при облучении
образуются продукты фотохимической реакции, которые являются оптически менее плотным по сравнению
с исходным веществом. Соответственно, лучи начинают отклоняться в область с большим показателем
преломления, и светочувствительная среда выполняет роль рассеивающей линзы. Однако свойства линзы
зависят от величины изменения показателя преломления. Как известно, набег фазы ln, где l –
геометрическая длина пути, n – показатель преломления. В начале экспозиции, когда изменения n таковы,
что 02, угол рассеяния увеличивается до максимального значения. Далее, когда n изменился настолько,
что фаза стала больше 2, но еще меньше 4, линза с точки зрения фазы образуется снова. Т.о., величины
модуляции фазы в слоях ДЖ толщиной 4-5 мм превышает значение 2, что приводит к тому, что рост угла
рассеяния при плотностях энергии около 80 Дж/см2 сменяется уменьшением.
Список литературы
1. Vigovsky Yu.N., Malov A.N. et al. Photoinduced Phase Transitions in Hologram Recording in Layers of
УДК 535(06)+004(06)
Dichromated Gelatin// Laser Physics, 1998, V.8, No.4, pp. 901.