掩蔽法多色全息複製的製作方法

2023-05-31 17:38:21

專利名稱：掩蔽法多色全息複製的製作方法
掩蔽法多色全息複製
相關申請的交叉引用
本專利申請要求美國臨時申請序列號60/910272 (2007年4月5日提交)的 優先權，其公開內容以引用方式併入本文以用於所有目的，如同在本文中完全闡 述一樣。
背景技術：
發明領域
本發明涉及一種通過掩蔽將多色全息圖(例如二色全息圖)複製(拷貝)進 光敏層以製作全息圖拷貝(複製品)的方法，以此方法製作的拷貝為全息圖(例 如全息圖母版)的準確而真實的複製，並且該拷貝的特徵在於具有與被複製全息 圖相當的高亮度水平和良好的色彩保真度/色純度。
相關技術的描述
通過全息圖母版(反射全息圖或透射全息圖)的直接接觸拷貝法進行的複製 在本領域是已知的，其中全息圖母版與光敏層(例如全息記錄軟片)直接接觸。 關於反射全息圖，參見例如下列文獻1) "Improved Process of Reflection Holography Replication and Heat Processing ，， ， D. F. Tipton 、 M. L Armstrong禾Q S. H. Stevenson, Proc. SPIE， 2176， 172—183 ( "Practical Holography VIII " ， St印hen A. Benton 編輯)；2) " Photographic Reconstruction of the Optical Properties of an Object in its Own Scattered Radiation Field ，， ， Yu N. Denisyuk ，" Soviet Physics-Doklady" ， 7， 543-545(1962);和3) "Copying Reflection Holograms"， Clark N. Kurtz ， "Journal of the Optical Society of America" ， 58， 856-857(1968)，所有這些公開的參考文獻均以引用方式併入本文。專利文獻中 的相關參考包括美國專利4， 995, 685、 6， 824, 929和6， 097， 514，這些專利均以引用方式併入本文。關於透射全息圖，參見例如美國專利4,209,250，其公開了 一種由固定的平面透射全息圖母版來製作多份拷貝的系統；以及美國專利 4,973,113，其描述了一種由母版製作透射全息圖拷貝的方法和設備。涉及反射 和透射全息圖的拷貝的其他公開的參考文獻為"Optical Holography"第20章 的複製部分，作者為R. J. Collier 、 C. B. Burchhardt和L. H. Lin (Academic Press (1971))，該文獻以引用方式併入本文。在現有技術的教導 中，此類直接接觸拷貝法按照以下方式完成將由光敏層和光滑覆蓋片構成的光 敏元件與光滑全息圖母版接觸，使得該覆蓋片的光滑表面與全息圖母版的光滑表 面直接接觸。已發現，需要一種製作多色全息圖的方法。本發明將描述這樣的方 法。
發明概述
在一個實施方案中，本發明為用於複製體反射全息圖母版的方法，該方法包
括
a) 提供具有側面和對立面的光敏層；
b) 使光敏層的側面接觸或靠近全息圖母版；
C)使第一掩膜接觸或靠近光敏層的對立面，以掩蔽光敏層的至少一個區 域；
d) 使用第一波長、的相干光化輻射透過第一掩膜來曝光光敏層，得到第一 波長曝光層；
e) 移除第一掩膜；以及
f) 使用第二波長入2的相干光化輻射來曝光第一波長曝光層，得到第一和第 二波長曝光層，其中該第一和第二波長曝光層為二色全息圖母版的複製
P
叩o
在另一個實施方案中，本發明為用於複製體反射全息圖母版的方法，該方法
包括
a) 提供具有側面和對立面的光敏層；
b) 使光敏層的側面接觸或靠近全息圖母版；
C)使第一掩膜接觸或靠近光敏層的對立面，以掩蔽光敏層的至少一個區域；
d) 使用第一波長入，的相干光化輻射透過第一掩膜來曝光光敏層，得到第一 波長曝光層；
e) 移除第一掩膜；
f) 使第二掩膜接觸或靠近現在為第一波長曝光層的光敏層的對立面，以掩 蔽第一波長曝光層的至少一個區域；
g) 使用第二波長、的相干光化輻射來曝光第一波長曝光層，得到第一和第
二波長曝光層；
h) 移除第二掩膜；以及
i) 使用第三波長"的相干光化輻射來曝光第一和第二波長曝光層，得到第 一、第二和第三波長曝光層，其中該第一、第二和第三波長曝光層為三 色全息圖母版的複製品。
在一個實施方案中，本發明為用於複製體反射全息圖母版的方法，該方法包
a) 提供具有側面和對立面的光敏層；
b) 使光敏層的側面接觸或靠近全息圖母版；
C)使第一掩膜接觸或靠近光敏層的對立面，以掩蔽光敏層的至少一個區 域；
d) 使用第一波長入，的相干光化輻射透過第一掩膜來曝光光敏層，得到第一 波長曝光層；
e) 移除第一掩膜；
f) 使第二掩膜接觸或靠近現在為第一波長曝光層的光敏層的對立面，以掩 蔽第一波長曝光層的至少一個區域；
g) 使用第二波長入2的相干光化輻射來曝光第一波長曝光層，得到第一和第 二波長曝光層；
h) 移除第二掩膜；
i) 使第三掩膜接觸或靠近現在為第一和第二波長曝光層的光敏層的對立 面，以掩蔽光敏層的至少一個區域；
j)使用第三波長、,的相干光化輻射來曝光第一和第二波長曝光層，得到第一、第二和第三波長曝光層； k)移除第三掩膜；以及
1)使用第四波長"的相干光化輻射來曝光第一、第二和第三波長曝光層， 得到第一、第二、第三和第四波長曝光層，其中該第一、第二、第三、 和第四波長曝光層為二色全息圖母版的複製品。
發明詳述
在各種實施方案中，本發明為用於有效地複製多色(例如二色、三色、四 色)體反射全息圖的方法。與根據現有技術複製方法複製的類似全息圖相比，根 據本發明的複製所得的全息圖的特徵在於具有高亮度水平和更佳的色彩保真度。 本發明需要使用掩膜(例如第一和第二掩膜)和光敏層，以在光敏層內複製多色 體反射全息圖母版。
根據本發明，用作母版並要進行複製的多色母版體反射全息圖可由能夠記錄 全息圖像的任何合適的光敏材料製成，該材料包括但不限於重鉻酸鹽明膠(DCG) 和光致聚合物。在一個實施方案中，DCG為用於製作全息圖母版的光敏材料，該
母版用於隨後的複製中。
根據本發明，用於記錄全息複製圖的光敏層可由能夠記錄全息圖像的任何合 適的光敏材料製成，該材料包括但不限於光致聚合物(例如全息記錄軟片)、攝
影膠片、和重鉻酸鹽明膠(DCG)。在一個實施方案中，光敏層為光致聚合物。在 一個實施方案中，光致聚合物為全息記錄軟片(服F)。 HRF可以為Omnidex* HRF (E.I. DuPont de Nemours, Wilmington, DE)。
第一掩膜和(如果存在)第二掩膜可由在給定曝光條件下不被曝光的區域中 能有效阻擋光化輻射(例如可見光)透過掩膜以及在給定曝光過程中被曝光的區 域中能有效透射光化輻射(例如可見光)的任何材料來製備。合適的掩膜包括但 不限於由符合以下條件的透明聚合物(例如聚酯)製成的那些在要曝光的區域 中能有效透射所需波長的光化輻射，並且在要被阻擋的區域中被塗覆有吸收性材 料(例如黑色油墨)，所述吸收性材料可在需要進行阻擋的塗覆區域中有效地阻 擋光化輻射，以防止該塗覆的區域暴露於光化輻射。
在根據本發明的方法中，將具有側面和對立面的光敏層置於全息圖母版和掩膜(例如第一掩膜)之間。全息圖母版通常但不必由剛性的透明(例如玻璃)保 護性頂蓋構成。通常使光敏層的側面與全息圖母版的保護性頂蓋(如果存在)直 接接觸或與母版的全息圖層(如果不存在保護性頂蓋)直接接觸，以實現光敏層 與全息圖母版的光耦合併在全息成像期間提供穩定的耦合系統(母版和光敏層， 如果存在保護性頂蓋，則母版還包括保護性頂蓋)。掩膜可接觸或靠近光敏層的 對立面。在本發明中，關於第一掩膜和光敏層的術語"靠近"是指光敏層的對立 面與第一掩膜的最近表面兩者間的距離在lmm以內。將光敏層暴露於第一波長A,的相干光化輻射下是通過第一掩膜來完成的， 其中第一掩膜掩蔽光敏層的至少一個區域。可採用能產生相干光化輻射的任何方 法。在一個實施方案中，使用了雷射。第一波長入，可位於電磁光譜的任何區域內，包括但不限於可見光區、紅外區、和紫外(UV)區。在一個實施方案中，第一 波長位於可見光區。第一波長入，曝光將光敏層轉變為第一波長曝光層。在完成第一波長曝光之後，還可包括附加步驟(l)在一個實施方案中，將 第一掩膜移除並在不布置掩膜的條件下暴露於第二波長A 2下；(2)在另一個實施 方案中，在暴露於第二波長入2之前用第二掩膜替換第一掩膜。可在無掩膜的條件下或透過第二掩膜將光敏層暴露於第二波長A 2的相干光 化輻射中。(由於在第一波長下的第一次曝光之後，幾乎所有的第一次曝光區域 都不再是光敏性的，因此可在無掩膜的條件下進行第二次曝光。)可採用能生成 相干光化輻射的任何方法，優選的是雷射。第二波長"可廣泛位於電磁光譜的任 何區域內，包括但不限於可見光區、紅外區、和紫外(UV)區。在一個實施方案 中，第二波長位於可見光區。第二波長"曝光連同第一波長入，曝光將光敏層轉 變為第一和第二波長曝光層，其為二色全息圖母版的複製品。在一個實施方案中，第一波長入，的相干光化輻射和第二波長入2的相干光化 輻射在電磁光譜的可見光區域內。在另一個實施方案中，第一波長、的相干光化輻射和第二波長"的相干光 化輻射被獨立地選擇成對應紅光、藍光、和綠光，前提條件是第一波長光和第二 波長光對應不同的顏色。在另一個實施方案中，第一波長入，的相干光化輻射或第二波長2的相干光 化輻射對應藍光，並且其中第一波長曝光層以及第一和第二波長曝光層中的至少節，使得二色全息圖母版的複製品在可見光的綠光區內再現。在另一個實施方案中，第一波長入，的相干光化輻射或第二波長入2的相干光 化輻射對應綠光，並且其中第一波長曝光層以及第一和第二波長曝光層中的至少 一個經過色彩調節，使得二色全息圖母版的複製品在可見光的紅光區內再現。在用於複製二色體反射全息圖母版的方法中，曝光步驟(步驟d)和f))可 以按照任何方式完成，其包括但不限於以整片曝光模式或以掃描曝光模式進行曝 光。如果以整片曝光模式曝光，則被曝光的整個層(光敏層或第一波長曝光層) 同時暴露於相干光化輻射中。如果以掃描曝光模式曝光，則被曝光的整個層(光 敏層或第一波長曝光層)僅有一部分同時暴露於相干光化輻射中。例如，在掃描 模式下，可使用相干光化輻射的移動光束在一段時間內在整個層(光敏層或第一 波長曝光層)上進行掃描，以實現掃描曝光。與掃描曝光相比，整片曝光通常是 在較低的功率密度下經過較長的時間完成的。一般來講，第一波長入，和第二波長入2之間的關係是不受限制的。在一個實施方案中，(第一波長人，減去第二波長入2)的絕對值為至少7nm。在一個實施方 案中，(第一波長、減去第二波長")的絕對值為至少30rim，優選至少40nm， 更優選至少50nm。在二色全息圖的複製中，第一掩膜被設計為能有效阻擋光化輻，不使其到達 將在第二次曝光期間使用第二波長光化輻射進行曝光的所有區域、同時將第一波 長的光化輻射有效傳遞到在第一次曝光期間進行曝光的區域。第二掩膜是可選 的，如果存在，則對其加以選擇，使得在第二次曝光期間有效阻擋光化輻射，不 使其到達第一波長曝光層的在第一次曝光期間已預先曝光的區域。根據本發明的用於複製三色或四色體反射全息圖的方法類似於上述用於複製 二色體反射全息圖的方法，除非在本說明書中的某些地方特別指出，否則本文中 所給出的細節同樣適用於二色、三色和四色體反射全息圖。在根據本發明複製三 色體反射全息圖時，主要的差別在於三色複製涉及三種不同的成像波長(而不是 兩種不同的成像波長)並且採用了兩種或可選地三種掩膜(而不是在二色複製中 的一種或可選地兩種掩膜)。類似地，在根據本發明複製四色體反射全息圖時， 主要的差別在於四色複製涉及四種不同的成像波長(而不是兩種或三種不同的成 像波長)並且採用了三種或可選地四種掩膜(而不是在二色和三色複製中的更少的掩膜)。更具體地講，在根據本發明複製三色體反射全息圖的一個實施方案中，將光 敏層置於全息圖母版和第一掩膜之間。然後透過第一掩膜將光敏層暴露於第一波 長入，的相干光化輻射中，得到第一波長曝光層。將第一掩膜移除並用第二掩膜替 換(在相同位置)。然後透過第二掩膜將第一波長曝光層暴露於第二波長入2的相 千光化輻射中，得到第一和第二波長曝光層。這時，在進行第三次曝光之前有兩 種選擇。 一種選擇是在無(第三)掩膜存在的情況下進行第三次曝光，另一種選 擇是在第三次曝光期間採用第三掩膜。如果採用第三掩膜，則將其置於根據本發 明的之前放置第一和第二掩膜的相同位置中。在任一種選擇下，接著將第一和第 二波長曝光層暴露於第三波長"的相干光化輻射下，得到第一、第二和第三波長 曝光層，其中該第一、第二和第三波長曝光層為三色全息圖母版的複製品。在根據本發明複製三色全息圖時，第一掩膜被設計為能有效阻擋光化輻射， 不使其到達除了將在第一次曝光期間使用第一波長光化輻射進行曝光的區域之外 的所有區域，同時將第一波長的光化輻射有效傳遞到要在第一次曝光期間曝光的 區域。第二掩膜被設計為至少有效阻擋光化輻射，不使其到達要在第三次曝光期 間進行曝光的所有區域，同時將光化輻射有效傳遞到要在第二次曝光期間使用第 二波長光化輻射進行曝光的所有區域。第三掩膜是可選的，如果採用，則第三掩 膜通常被設計為阻擋光化輻射，不使其到達除了要在第三次曝光期間使用第三波長光化輻射進行曝光的區域之外的所有區域；第三掩膜應將第三波長的光化輻射 有效傳遞到要在第三波長光化輻射下曝光的那些區域。在上述用於複製三色體反射全息圖母版的方法的一個實施方案中，人,-入2、 入,-入:,和入2-V.i的絕對值各自均為至少7nm。在另一個實施方案中，入「入2、入 「入:,和入廠入:,的絕對值各自均為至少30nm，優選至少40nm，更優選至少50nm。 在另一個實施方案中，在步驟c)中被掩蔽的所述至少一個區域在步驟f)中也被掩蔽o更具體地講，在根據本發明複製四色體反射全息圖的一個實施方案中，將光 敏層置於全息圖母版和第一掩膜之間。然後透過第一掩膜將光敏層暴露於第一波 長入，的相干光化輻射中，得到第一波長曝光層。將第一掩膜移除並用第二掩膜替換(在相同位置)。然後透過第二掩膜將第一波長曝光層暴露於第二波長入2的相干光化輻射中，得到第一和第二波長曝光層。將第二掩膜移除並用第三掩膜替換 (在相同位置)。然後透過第三掩膜將第一和第二波長曝光層暴露於第三波長入:, 的相干光化輻射中，得到第一、第二和第三波長曝光層。這時，在第四次曝光之 前有兩種選擇。 一種選擇是在無(第四)掩膜存在的情況下進行第四次曝光，另 一種選擇是在第四次曝光期間採用第四掩膜。在任一種選擇下，接著將第一、第 二和第三波長曝光層暴露於第四波長入，的相干光化輻射下，得到第一、第二、第 三、和第四波長曝光層，其中該第一、第二、第三、和第四波長曝光層為四色全 息圖母版的複製品。在如上所述的用於複製四色體反射全息圖母版的方法的一個實施方案中，入入2、入，-"、入，-入4、入2-入3、入2-入4和入3-入4的絕對值各自均為至少7nm。在另一個實施方案中，X「入2、人，-入3、入，-入"入2-入3、入2-入4和入f"的絕對值均為至少30nm，優選至少40nm，更優選至少50nm。在另一個實施方案中， 在步驟c)中被掩蔽的所述至少一個區域在步驟f)和I)中也被掩蔽。在根據本發明的多色複製方法的一個優選實施方案中，第一掩膜阻擋光化輻 射曝光的表面積佔(初始)光敏膜中可曝光薄膜表面積的最大百分比，並且阻擋 的表面積的百分比按照第二掩膜、第三掩膜(如果存在)和第四掩膜(如果存 在)的順序依次遞減。這樣的阻擋可防止在後續曝光中進行曝光的區域發生過早 曝光和失活/幹擾(例如，在第一和第二波長曝光期間，防止在第三波長下曝光 的區域發生曝光)。作為三色複製的該優選實施方案的一個實例，第一掩膜應有 效阻擋第二和第三波長的光化輻射，而有效傳遞第一波長的光化輻射。第二掩膜 應至少有效阻擋第三波長的光化輻射，而有效傳遞第二波長的光化輻射。實施例 實施例1該實施例示出了使用根據本發明的二色掩蔽的順序整片曝光方法將一完整夾 盤的二色全息圖母版複製進全息記錄軟片(光致聚合物)。按照所列順序執行以 下複製工序。1)組裝H2母版的完整母版夾盤。該完整母版夾盤的尺寸為12英寸X18英 寸。各H2母版的尺寸為2英寸X2英寸，在整個夾盤中有54個母版。各H2母版是使用熟知的方法(參見Y. Denisyuk， "Optical Holography" ， R. J. Collier等人，Academic Press, 1971，特別是 第21-22頁的第3段)在重鉻酸鹽明膠(DCG)中通過HI-H2全息雷射成像 來製備的，同時對經曝光和潤溼處理的DCG進行色彩調節，以將再現波 長降至如本領域熟知的所需點。各母版包含在兩種不同波長(一種為藍 光波長， 一種為綠光波長)的任一者下再現的區域。2) 製備覆蓋母版夾盤的聚酯掩膜，該掩膜允許雷射僅穿透各H2母版的指定 區域。將掩膜設計為絕大部分為黑色，這是為了製作經色彩調節之後主 要為綠色的二色圖像。二色圖像在色彩調節之後僅具有小的紅色區域。 掩膜上的小透明區域對應二色圖像中變為紅色的區域。掩膜通過計算機 生成並發送至圖像編排機(Agfa Select Set 7000)。圖像編排機的功能是使得聚酯在該裝置中通過乳化過程以製備掩膜的黑色區域。3) 將光致聚合物(DuPont 734-1全息記錄軟片(冊F)， E. I. DuPont de Nemours, Wilmington, DE)真空連接到母版夾盤的表面上，之後將聚酯 掩膜覆蓋並真空連接到HRF的表面上。所用的掩膜包含透射可見光的透 明區域和阻擋可見光的不透明區域。對兩個層均進行輥壓以確保完全連 接。4) 然後將整個母版夾盤在532mn的雷射下整片曝光25秒的預定時間，得到 50mJ/cm2的曝光水平。只有聚酯掩膜的透明區域允許雷射穿透。由於掩 膜的這些透明區域與在532nm處再現的母版區域對準，因此所有透明區 域均產生532nm圖像。5) 然後將掩膜從母版夾盤上移除，而將全息記錄軟片保留在原位。在移除 掩膜之後，將整個母版夾盤使用476nm的雷射進行整片曝光25秒，得到 25mJ/cm2的曝光水平。先前在532nm下曝光的部分不受附加的476nm曝 光的影響，因為在532mn曝光期間，已發生了完全聚合，使得這些在 532nm下曝光的部分不再是光敏性的。6) 將步驟5)結束之後所得的476nm和532nm曝光的HRF立即暴露於紫外光 中，以防止由環境光曝光引起的任何偶然的色彩偏移。該步驟的功率和 曝光時間的大致範圍分別為6-12毫瓦和30-70秒。17) 在步驟6)之後，使用在3.0ra/min的速度和IO(TC的溫度下運行的 DuPont層合機(E. I. DuPont de Nemours， Wilmington, DE)將曝光的 HRF層合至lj 146色彩調節膜(146 Color Tuning Film) (CTF) (E.I. DuPont de Nemours, Wilmington, DE)上。8) 然後將得自步驟7)的組合式HRF/CTF在15(TC下加熱7分鐘，以在光致 聚合物(經曝光和色彩調節的HRF)中產生初始的完整H2母版夾盤的真 實且穩定的體全息圖複製品，其中光致聚合物已進行了色彩調節，使得 初始為藍色的成像部分現在在約530-550mn下再現為綠色圖像部分，並 且初始為綠色的成像部分現在在約600-610run下再現為紅色圖像部分。複製的全息圖的最終綠色和紅色圖像部分的特徵是明亮的並具有良好的色純實施例2該實施例示出了使用根據本發明的二色掩蔽的順序掃描曝光方法將一完整夾 盤的二色全息圖母版複製進全息記錄軟片(光致聚合物)。按照所列順序執行以 下複製工序。1) 組裝H2母版的完整母版夾盤。該完整母版夾盤的尺寸為12英寸X18英 寸。各H2母版的尺寸為2英寸X2英寸，在整個夾盤中有54個母版。 各H2母版是使用熟知的方法(參見Y. Denisyuk， "Optical Holography" ， R. J. Collier等人，Academic Press, 1971，特別是 第21-22頁的第3段)在重鉻酸鹽明膠(DCG)中通過HI-H2全息雷射成像 來製備的，同時對經曝光和潤溼處理的DCG進行色彩調節，以將再現波 長降至如本領域熟知的所需點。各母版包含在兩種不同波長(一種為藍 光波長， 一種為綠光波長)的任一者下再現的區域。2) 製備覆蓋母版夾盤的聚酯掩膜，該掩膜允許雷射僅穿透各H2母版的指定 區域。將掩膜設計為絕大部分為黑色。這是為了製作經色彩調節之後主 要為綠色的二色圖像。二色圖像在色彩調節之後僅具有小的紅色區域。 掩膜上的小透明區域對應二色圖像中變為紅色的區域。掩膜通過計算機 生成並發送至圖像編排機(Agfa Select Set 7000)。圖像編排機的功能是使得聚酯在該裝置中通過乳化過程以製備掩膜的黑色區域。3) 將光致聚合物(DuPont 734-1全息記錄軟片(HRF) ， E. I. DuPont de Nemours, Wilmington, DE)真空連接到母版夾盤的表面上，之後將聚酯 掩膜覆蓋並真空連接到HRF的表面上。所用的掩膜包含透射可見光的透 明區域和阻擋可見光的不透明區域。對兩個層均進行輥壓以確保完全連 接。4) 然後用532nm的雷射束(測得為約3/8英寸X20英寸)在3/8英寸/秒 的預定速度下線掃描整個母版夾盤，得到50inj/cm2的曝光水平。掃描時 間為33秒。只有聚酯掩膜的透明區域允許雷射穿透。由於每個H2母版 均整個被532rnn反射器覆蓋，因此所有透明區域均產生532nra圖像。5) 然後將掩膜從母版夾盤上移除，而將全息記錄軟片保留在原位。移除掩 膜之後，用476nin的雷射束(測得為約3/8英寸X20英寸)在3/8英寸 /秒的預定速度下線掃描整個母版夾盤，得到25mJ/cm2的曝光水平。掃 描時間為33秒。先前在532nm下曝光的部分不受附加的476nm曝光的影 響，因為在532mn曝光期間，已發生了完全聚合，使得這些在532nm下 曝光的部分不再是光敏性的。6) 將在步驟5)結束之後所得的476nm和532nm曝光的HRF立即暴露於UV 光中，以防止由環境光曝光引起的任何偶然的色彩偏移。該步驟的功率 和曝光時間的大致範圍分別為6-12毫瓦和30-70秒。7) 在步驟6)之後，使用在3.0m/min的速度和IO(TC的溫度下運行的 DuPont層合機(E. I. DuPont de Nemours, Wilmington, DE)將曝光的 HRF層合到146色彩調節膜(CTF) (E.I. DuPont de Nemours, Wilmington, DE)上。8) 然後將得自步驟7)的組合式HRF/CTF在15(TC下加熱7分鐘以在光致聚 合物(經曝光和色彩調節的HRF)中產生初始的完整H2母版夾盤的真實 且穩定的體全息圖複製品，其中光致聚合物已進行了色彩調節，使得初 始為藍色的成像部分現在在約530-550nm下再現為綠色圖像部分，並且 初始為綠色的成像部分現在在約600-610nm下再現為紅色圖像部分。複製的全息圖的最終綠色和紅色圖像部分的特徵是明亮的並具有良好的色純實施例3(比較實施例)該比較實施例示出了在不使用本領域已知的並用於實踐的掩膜情況下，利用 二色同時整片曝光方法將一完整夾盤的二色全息圖母版複製進全息記錄軟片(光 致聚合物)。按照所列順序執行以下複製工序。1) 組裝H2母版的完整母版夾盤。該完整母版夾盤的尺寸為12英寸X18英 寸。各H2母版的尺寸為2英寸X2英寸，在整個夾盤中有54個母版。 各H2母版是使用熟知的方法(參見Y. Denisyuk， "Optical Holography" ， R. J. Collier等人，Academic Press, 1971，特別是 第21-22頁的第3段)在重鉻酸鹽明膠(DCG)中通過Hl-H2全息雷射成像 來製備的，同時對經曝光和潤溼處理的DCG進行色彩調節，以將再現波 長降至如本領域熟知的所需點。各母版包含在兩種不同波長(一種為藍 光波長， 一種為綠光波長)的任一者下再現的區域。2) 將光致聚合物(DuPont 734-1全息記錄軟片(HRF) ， E. L DuPont de Nemours， Wilmington, DE)真空連接到母版夾盤的表面上。將光致聚合 物層進行輥壓以確保完全連接。3) 然後將整個母版夾盤同時整片暴露於532nm和476nm的雷射下，持續40 秒的預定時間，532nm雷射產生50mJ/cm2的曝光水平，476nm雷射產生 25mJ/cra2的曝光水平。4) 將在步驟3)結束之後所得的476nm和532nm曝光的HRF立即暴露於UV 光中，以防止由環境光曝光引起的任何偶然的色彩偏移。該步驟的功率 和曝光時間的大致範圍分別為6-12毫瓦和30-70秒。5) 在步驟4)之後，使用在3.0m/min的速度和IOCTC的溫度下運行的 DuPont層合機(E. I. DuPont de Nemours, Wilmington, DE)將曝光的 服F層合到146色彩調節膜(CTF) (E. I. DuPont de Nemours, Wilmington, DE)上。6) 然後將得自步驟5)的組合式服F/CTF在15(TC下加熱7分鐘以在光致聚 合物(經曝光和色彩調節的HRF)中產生初始的完整H2母版夾盤的穩定的體全息圖複製品，其中光致聚合物已進行了色彩調節，使得初始為藍色的成像部分現在在約530-550nm下主要再現為綠色圖像部分，並且初 始為綠色的成像部分現在在約600-610nra下主要再現為紅色圖像部分。儘管該比較實施例的方法產生了穩定的體全息圖，但是與使用實施例1和2 的發明方法得到的那些全息圖相比，所得的全息圖具有非常顯著的缺陷。與使用 如實施例1和2中所給出的發明方法得到的全息圖相比，這些缺陷在於，使用該 比較實施例3的方法所得的全息圖具有明顯更低的亮度以及較差的色純度和色彩 對比特性。由於觀察者不會同時看到兩種顏色，因此在本發明的方法下產生的色 彩更純。不受理論的束縛，本發明人相信，該比較實施例的全息圖具有較低的亮 度特性是因為在全息成像期間同時存在的476nm和532nm光束產生了不利影響， 這兩種光束競爭未曝光和曝光的光敏膜(例如HRF)之間的折射率的可用差值。
權利要求
1.複製體反射全息圖母版的方法，所述方法包括a)提供具有側面和對立面的光敏層；b)使所述光敏層的側面接觸或靠近所述全息圖母版；c)使第一掩膜接觸或靠近所述光敏層的對立面，以掩蔽所述光敏層的至少一個區域；d)透過所述第一掩膜使用第一波長λ1的相干光化輻射來曝光所述光敏層，得到第一波長曝光層；e)移除所述第一掩膜；以及f)使用第二波長λ2的相干光化輻射來曝光所述第一波長曝光層，得到第一和第二波長曝光層，其中所述第一和第二波長曝光層為二色全息圖母版的複製品。
2. 權利要求1的方法，其中在將所述第一掩膜暴露於所述相干光化輻射之 後，用第二掩膜替換所述第一掩膜。
3. 權利要求1的方法，其中所述第一波長入'的相干光化輻射和所述第二波 長入2的相干光化輻射均在電磁光譜的可見光區域內。
4. 權利要求3的方法，其中所述第一波長入，的相干光化輻射和所述第二波 長入2的相干光化輻射被獨立地選擇以對應紅光、藍光和綠光，前提條件 是所述第一波長的光和所述第二波長的光對應不同的顏色。
5. 權利要求1的方法，其中所述第一波長、的相干光化輻射或所述第二波 長入2的相干光化輻射對應藍光，並且其中對所述第一波長曝光層以及所 述第一和第二波長曝光層中的至少一個進行色彩調節，使得所述二色全息 圖母版的複製品在可見光的綠光區中再現。
6. 權利要求1的方法，其中所述第一波長入，的相干光化輻射或所述第二波 長入2的相干光化輻射對應綠光，並且其中對所述第一波長曝光層以及所 述第一和第二波長曝光層中的至少一個進行色彩調節，使得所述二色全息 圖母版的複製品在可見光的紅光區中再現。
7. 權利要求1的方法，其中所述光敏層為光致聚合物。
8. 權利要求7的方法，其中所述光致聚合物為全息記錄軟片。
9. 權利要求1的方法，其中所述曝光步驟d)和f)是以整片曝光模式完成 的。
10. 權利要求1的方法，其中所述曝光步驟d)和f)是以掃描曝光模式完成 的。
11. 權利要求1的方法，其中所述第一波長、減去所述第二波長"的絕對值 為至少7nm。
12. 複製體反射全息圖母版的方法，所述方法包括 a) 提供具有側面和對立面的光敏層；b) 使所述光敏層的側面接觸或靠近所述全息圖母版；c) 使第一掩膜接觸或靠近所述光敏層的對立面，以掩蔽所述光敏層的至少一個區域；d) 使用第一波長入，的相干光化輻射透過所述第一掩膜來曝光所述光敏 層，得到第一波長曝光層；e) 移除所述第一掩膜；f) 使第二掩膜接觸或靠近現在為所述第一波長曝光層的光敏層的對立 面，以掩蔽所述第一波長曝光層的至少一個區域；g) 使用第二波長入2的相干光化輻射來曝光所述第一波長曝光層，得到第 一和第二波長曝光層；h) 移除所述第二掩膜；以及i) 使用第三波長A 2的相干光化輻射來曝光所述第一和第二波長曝光層， 得到第一、第二和第三波長曝光層，其中所述第一、第二和第三波長 曝光層為三色全息圖母版的複製品。
13. 權利要求12的方法，其中A,-入2、、-入3和入2-"的絕對值各自均為至 少7nm0
14. 權利要求12的方法，其中在步驟c)中被掩蔽的所述至少一個區域在步驟 f)中也被掩蔽。
15. 複製體反射全息圖母版的方法，所述方法包括 a)提供具有側面和對立面的光敏層；b)使所述光敏層的側面接觸或靠近所述全息圖母版；C)使第一掩膜接觸或靠近所述光敏層的對立面，以掩蔽所述光敏層的至 少一個區域；d) 使用第一波長入，的相干光化輻射透過所述第一掩膜來曝光所述光敏 層，得到第一波長曝光層；e) 移除所述第一掩膜；f) 使第二掩膜接觸或靠近現在為所述第一波長曝光層的光敏層的對立 面，以掩蔽所述第一波長曝光層的至少一個區域；g) 使用第二波長入2的相干光化輻射來曝光所述第一波長曝光層，得到第一和第二波長曝光層；h) 移除所述第二掩膜；i) 使第三掩膜接觸或靠近現在為所述第一和第二波長曝光層的光敏層的 對立面，以掩蔽所述光敏層的至少一個區域；j)使用第三波長A 的相干光化輻射來曝光所述第一和第二波長曝光層，得到第一、第二和第三波長曝光層； k)移除所述第三掩膜；以及1)使用第四波長入4的相干光化輻射來曝光所述第一、第二和第三波長曝 光層，得到第一、第二、第三和第四波長曝光層，其中所述第一、第 二、第三和第四波長曝光層為二色全息圖母版的複製品。
16. 權利要求15的方法，其中入，-入2、入，-入:,、入，-入"入2-入:,、入2-、和入:1-入^的絕對值各自均為至少7mn。
17. 權利要求15的方法，其中在步驟c)中被掩蔽的所述至少一個區域在步驟 f)和i)中也被掩蔽。
全文摘要
本發明提供了一種通過掩蔽將多色全息圖(例如二色全息圖)複製(拷貝)進光敏層以製作所述全息圖的拷貝(複製品)的方法，以此方法製備的拷貝為全息圖(例如全息圖母版)的準確且真實的複製，並且該拷貝的特徵在於具有與被複製的多色全息圖相當的高亮度水平和色彩保真度。
文檔編號G03H1/20GK101636697SQ200880008980
公開日2010年1月27日 申請日期2008年4月7日 優先權日2007年4月5日
發明者B·R·尼爾森, M·G·菲克斯 申請人:E.I.內穆爾杜邦公司