專利名稱：掩蔽法多色全息復(fù)制的制作方法
掩蔽法多色全息復(fù)制
相關(guān)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(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容以引用方式并入本文以用于所有目的，如同在本文中完全闡 述一樣。
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種通過掩蔽將多色全息圖(例如二色全息圖)復(fù)制(拷貝)進(jìn) 光敏層以制作全息圖拷貝(復(fù)制品)的方法，以此方法制作的拷貝為全息圖(例 如全息圖母版)的準(zhǔn)確而真實的復(fù)制，并且該拷貝的特征在于具有與被復(fù)制全息 圖相當(dāng)?shù)母吡炼人胶土己玫纳时Ｕ娑?色純度。
相關(guān)技術(shù)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(jìn)行的復(fù)制 在本領(lǐng)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(guān)于反射全息圖，參見例如下列文獻(xiàn)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(xiàn)均以引用方式并入本文。專利文獻(xiàn)中 的相關(guān)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并入本文。關(guān)于透射全息圖，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制作多份拷貝的系統(tǒng)；以及美國專利 4,973,113，其描述了一種由母版制作透射全息圖拷貝的方法和設(shè)備。涉及反射 和透射全息圖的拷貝的其他公開的參考文獻(xiàn)為"Optical Holography"第20章 的復(fù)制部分，作者為R. J. Collier 、 C. B. Burchhardt和L. H. Lin (Academic Press (1971))，該文獻(xiàn)以引用方式并入本文。在現(xiàn)有技術(shù)的教導(dǎo) 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(gòu)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(fā)現(xiàn)，需要一種制作多色全息圖的方法。本發(fā)明將描述這樣的方 法。
發(fā)明概述
在一個實施方案中，本發(fā)明為用于復(fù)制體反射全息圖母版的方法，該方法包
括
a) 提供具有側(cè)面和對立面的光敏層；
b) 使光敏層的側(cè)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(qū) 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復(fù)制
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在另一個實施方案中，本發(fā)明為用于復(fù)制體反射全息圖母版的方法，該方法
包括
a) 提供具有側(cè)面和對立面的光敏層；
b) 使光敏層的側(cè)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(qū)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(xiàn)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(qū)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 色全息圖母版的復(fù)制品。
在一個實施方案中，本發(fā)明為用于復(fù)制體反射全息圖母版的方法，該方法包
a) 提供具有側(cè)面和對立面的光敏層；
b) 使光敏層的側(cè)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(qū) 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(xiàn)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(qū)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(xiàn)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(qū)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復(fù)制品。
發(fā)明詳述
在各種實施方案中，本發(fā)明為用于有效地復(fù)制多色(例如二色、三色、四 色)體反射全息圖的方法。與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)復(fù)制方法復(fù)制的類似全息圖相比，根 據(jù)本發(fā)明的復(fù)制所得的全息圖的特征在于具有高亮度水平和更佳的色彩保真度。 本發(fā)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(nèi)復(fù)制多色 體反射全息圖母版。
根據(jù)本發(fā)明，用作母版并要進(jìn)行復(fù)制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制成，該材料包括但不限于重鉻酸鹽明膠(DCG) 和光致聚合物。在一個實施方案中，DCG為用于制作全息圖母版的光敏材料，該
母版用于隨后的復(fù)制中。
根據(jù)本發(fā)明，用于記錄全息復(fù)制圖的光敏層可由能夠記錄全息圖像的任何合 適的光敏材料制成，該材料包括但不限于光致聚合物(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(qū)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(qū) 域中能有效透射光化輻射(例如可見光)的任何材料來制備。合適的掩膜包括但 不限于由符合以下條件的透明聚合物(例如聚酯)制成的那些在要曝光的區(qū)域 中能有效透射所需波長的光化輻射，并且在要被阻擋的區(qū)域中被涂覆有吸收性材 料(例如黑色油墨)，所述吸收性材料可在需要進(jìn)行阻擋的涂覆區(qū)域中有效地阻 擋光化輻射，以防止該涂覆的區(qū)域暴露于光化輻射。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中，將具有側(cè)面和對立面的光敏層置于全息圖母版和掩膜(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(hù)性頂蓋構(gòu)成。通常使光敏層的側(cè)面與全息圖母版的保護(hù)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(hù)性頂蓋)直接接觸，以實現(xiàn)光敏層 與全息圖母版的光耦合并在全息成像期間提供穩(wěn)定的耦合系統(tǒng)(母版和光敏層， 如果存在保護(hù)性頂蓋，則母版還包括保護(hù)性頂蓋)。掩膜可接觸或靠近光敏層的 對立面。在本發(fā)明中，關(guān)于第一掩膜和光敏層的術(shù)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(nèi)。將光敏層暴露于第一波長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(qū)域。可采用能產(chǎn)生相干光化輻射的任何方 法。在一個實施方案中，使用了激光。第一波長入，可位于電磁光譜的任何區(qū)域內(nèi)，包括但不限于可見光區(qū)、紅外區(qū)、和紫外(UV)區(qū)。在一個實施方案中，第一 波長位于可見光區(qū)。第一波長入，曝光將光敏層轉(zhuǎn)變?yōu)榈谝徊ㄩL曝光層。在完成第一波長曝光之后，還可包括附加步驟(l)在一個實施方案中，將 第一掩膜移除并在不布置掩膜的條件下暴露于第二波長A 2下；(2)在另一個實施 方案中，在暴露于第二波長入2之前用第二掩膜替換第一掩膜?？稍跓o掩膜的條件下或透過第二掩膜將光敏層暴露于第二波長A 2的相干光 化輻射中。(由于在第一波長下的第一次曝光之后，幾乎所有的第一次曝光區(qū)域 都不再是光敏性的，因此可在無掩膜的條件下進(jìn)行第二次曝光。)可采用能生成 相干光化輻射的任何方法，優(yōu)選的是激光。第二波長"可廣泛位于電磁光譜的任 何區(qū)域內(nèi)，包括但不限于可見光區(qū)、紅外區(qū)、和紫外(UV)區(qū)。在一個實施方案 中，第二波長位于可見光區(qū)。第二波長"曝光連同第一波長入，曝光將光敏層轉(zhuǎn) 變?yōu)榈谝缓偷诙ㄩL曝光層，其為二色全息圖母版的復(fù)制品。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(qū)域內(nèi)。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(yīng)紅光、藍(lán)光、和綠光，前提條件是第一波長光和第二 波長光對應(yīng)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(yīng)藍(lán)光，并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(jié)，使得二色全息圖母版的復(fù)制品在可見光的綠光區(qū)內(nèi)再現(xiàn)。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(yīng)綠光，并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(jīng)過色彩調(diào)節(jié)，使得二色全息圖母版的復(fù)制品在可見光的紅光區(qū)內(nèi)再現(xiàn)。在用于復(fù)制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，其包括但不限于以整片曝光模式或以掃描曝光模式進(jìn)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) 同時暴露于相干光化輻射中。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于相干光化輻射中。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(nèi)在整個層(光敏層或第一 波長曝光層)上進(jìn)行掃描，以實現(xiàn)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(jīng)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(guān)系是不受限制的。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(yōu)選至少40nm， 更優(yōu)選至少50nm。在二色全息圖的復(fù)制中，第一掩膜被設(shè)計為能有效阻擋光化輻，不使其到達(dá) 將在第二次曝光期間使用第二波長光化輻射進(jìn)行曝光的所有區(qū)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(jìn)行曝光的區(qū)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(dá)第一波長曝光層的在第一次曝光期間已預(yù)先曝光的區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的用于復(fù)制三色或四色體反射全息圖的方法類似于上述用于復(fù)制 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(xì)節(jié)同樣適用于二色、三色和四色體反射全息圖。在根據(jù)本發(fā)明復(fù)制三 色體反射全息圖時，主要的差別在于三色復(fù)制涉及三種不同的成像波長(而不是 兩種不同的成像波長)并且采用了兩種或可選地三種掩膜(而不是在二色復(fù)制中 的一種或可選地兩種掩膜)。類似地，在根據(jù)本發(fā)明復(fù)制四色體反射全息圖時， 主要的差別在于四色復(fù)制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)并且采用了三種或可選地四種掩膜(而不是在二色和三色復(fù)制中的更少的掩膜)。更具體地講，在根據(jù)本發(fā)明復(fù)制三色體反射全息圖的一個實施方案中，將光 敏層置于全息圖母版和第一掩膜之間。然后透過第一掩膜將光敏層暴露于第一波 長入，的相干光化輻射中，得到第一波長曝光層。將第一掩膜移除并用第二掩膜替 換(在相同位置)。然后透過第二掩膜將第一波長曝光層暴露于第二波長入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(jìn)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(jìn)行第三次曝光，另一種選 擇是在第三次曝光期間采用第三掩膜。如果采用第三掩膜，則將其置于根據(jù)本發(fā) 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 二波長曝光層暴露于第三波長"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復(fù)制品。在根據(jù)本發(fā)明復(fù)制三色全息圖時，第一掩膜被設(shè)計為能有效阻擋光化輻射， 不使其到達(dá)除了將在第一次曝光期間使用第一波長光化輻射進(jìn)行曝光的區(qū)域之外 的所有區(qū)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(qū)域。第二掩膜被設(shè)計為至少有效阻擋光化輻射，不使其到達(dá)要在第三次曝光期 間進(jìn)行曝光的所有區(qū)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(jìn)行曝光的所有區(qū)域。第三掩膜是可選的，如果采用，則第三掩 膜通常被設(shè)計為阻擋光化輻射，不使其到達(dá)除了要在第三次曝光期間使用第三波長光化輻射進(jìn)行曝光的區(qū)域之外的所有區(qū)域；第三掩膜應(yīng)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(qū)域。在上述用于復(fù)制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(yōu)選至少40nm，更優(yōu)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(qū)域在步驟f)中也被掩蔽o更具體地講，在根據(jù)本發(fā)明復(fù)制四色體反射全息圖的一個實施方案中，將光 敏層置于全息圖母版和第一掩膜之間。然后透過第一掩膜將光敏層暴露于第一波 長入，的相干光化輻射中，得到第一波長曝光層。將第一掩膜移除并用第二掩膜替換(在相同位置)。然后透過第二掩膜將第一波長曝光層暴露于第二波長入2的相干光化輻射中，得到第一和第二波長曝光層。將第二掩膜移除并用第三掩膜替換 (在相同位置)。然后透過第三掩膜將第一和第二波長曝光層暴露于第三波長入:, 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(jìn)行第四次曝光，另 一種選擇是在第四次曝光期間采用第四掩膜。在任一種選擇下，接著將第一、第 二和第三波長曝光層暴露于第四波長入，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 息圖母版的復(fù)制品。在如上所述的用于復(fù)制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(yōu)選至少40nm，更優(yōu)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(qū)域在步驟f)和I)中也被掩蔽。在根據(jù)本發(fā)明的多色復(fù)制方法的一個優(yōu)選實施方案中，第一掩膜阻擋光化輻 射曝光的表面積占(初始)光敏膜中可曝光薄膜表面積的最大百分比，并且阻擋 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后續(xù)曝光中進(jìn)行曝光的區(qū)域發(fā)生過早 曝光和失活/干擾(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(qū)域發(fā)生曝光)。作為三色復(fù)制的該優(yōu)選實施方案的一個實例，第一掩膜應(yīng)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(yīng)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(jù)本發(fā)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復(fù)制進(jìn)全息記錄軟片(光致聚合物)。按照所列順序執(zhí)行以 下復(fù)制工序。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全息激光成像 來制備的，同時對經(jīng)曝光和潤濕處理的DCG進(jìn)行色彩調(diào)節(jié)，以將再現(xiàn)波 長降至如本領(lǐng)域熟知的所需點。各母版包含在兩種不同波長(一種為藍(lán) 光波長， 一種為綠光波長)的任一者下再現(xiàn)的區(qū)域。2) 制備覆蓋母版夾盤的聚酯掩膜，該掩膜允許激光僅穿透各H2母版的指定 區(qū)域。將掩膜設(shè)計為絕大部分為黑色，這是為了制作經(jīng)色彩調(diào)節(jié)之后主 要為綠色的二色圖像。二色圖像在色彩調(diào)節(jié)之后僅具有小的紅色區(qū)域。 掩膜上的小透明區(qū)域?qū)?yīng)二色圖像中變?yōu)榧t色的區(qū)域。掩膜通過計算機(jī) 生成并發(fā)送至圖像編排機(jī)(Agfa Select Set 7000)。圖像編排機(jī)的功能是使得聚酯在該裝置中通過乳化過程以制備掩膜的黑色區(qū)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，之后將聚酯 掩膜覆蓋并真空連接到HRF的表面上。所用的掩膜包含透射可見光的透 明區(qū)域和阻擋可見光的不透明區(qū)域。對兩個層均進(jìn)行輥壓以確保完全連 接。4) 然后將整個母版夾盤在532mn的激光下整片曝光25秒的預(yù)定時間，得到 50mJ/cm2的曝光水平。只有聚酯掩膜的透明區(qū)域允許激光穿透。由于掩 膜的這些透明區(qū)域與在532nm處再現(xiàn)的母版區(qū)域?qū)?zhǔn)，因此所有透明區(qū) 域均產(chǎn)生532nm圖像。5) 然后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 掩膜之后，將整個母版夾盤使用476nm的激光進(jìn)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(fā)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(jié)束之后所得的476nm和532nm曝光的HRF立即暴露于紫外光 中，以防止由環(huán)境光曝光引起的任何偶然的色彩偏移。該步驟的功率和 曝光時間的大致范圍分別為6-12毫瓦和30-70秒。17) 在步驟6)之后，使用在3.0ra/min的速度和IO(TC的溫度下運行的 DuPont層合機(jī)(E. I. DuPont de Nemours， Wilmington, DE)將曝光的 HRF層合至lj 146色彩調(diào)節(jié)膜(146 Color Tuning Film) (CTF) (E.I. DuPont de Nemours, Wilmington, DE)上。8) 然后將得自步驟7)的組合式HRF/CTF在15(TC下加熱7分鐘，以在光致 聚合物(經(jīng)曝光和色彩調(diào)節(jié)的HRF)中產(chǎn)生初始的完整H2母版夾盤的真 實且穩(wěn)定的體全息圖復(fù)制品，其中光致聚合物已進(jìn)行了色彩調(diào)節(jié)，使得 初始為藍(lán)色的成像部分現(xiàn)在在約530-550mn下再現(xiàn)為綠色圖像部分，并 且初始為綠色的成像部分現(xiàn)在在約600-610run下再現(xiàn)為紅色圖像部分。復(fù)制的全息圖的最終綠色和紅色圖像部分的特征是明亮的并具有良好的色純實施例2該實施例示出了使用根據(jù)本發(fā)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復(fù)制進(jìn)全息記錄軟片(光致聚合物)。按照所列順序執(zhí)行以 下復(fù)制工序。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全息激光成像 來制備的，同時對經(jīng)曝光和潤濕處理的DCG進(jìn)行色彩調(diào)節(jié)，以將再現(xiàn)波 長降至如本領(lǐng)域熟知的所需點。各母版包含在兩種不同波長(一種為藍(lán) 光波長， 一種為綠光波長)的任一者下再現(xiàn)的區(qū)域。2) 制備覆蓋母版夾盤的聚酯掩膜，該掩膜允許激光僅穿透各H2母版的指定 區(qū)域。將掩膜設(shè)計為絕大部分為黑色。這是為了制作經(jīng)色彩調(diào)節(jié)之后主 要為綠色的二色圖像。二色圖像在色彩調(diào)節(jié)之后僅具有小的紅色區(qū)域。 掩膜上的小透明區(qū)域?qū)?yīng)二色圖像中變?yōu)榧t色的區(qū)域。掩膜通過計算機(jī) 生成并發(fā)送至圖像編排機(jī)(Agfa Select Set 7000)。圖像編排機(jī)的功能是使得聚酯在該裝置中通過乳化過程以制備掩膜的黑色區(qū)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，之后將聚酯 掩膜覆蓋并真空連接到HRF的表面上。所用的掩膜包含透射可見光的透 明區(qū)域和阻擋可見光的不透明區(qū)域。對兩個層均進(jìn)行輥壓以確保完全連 接。4) 然后用532nm的激光束(測得為約3/8英寸X20英寸)在3/8英寸/秒 的預(yù)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(qū)域允許激光穿透。由于每個H2母版 均整個被532rnn反射器覆蓋，因此所有透明區(qū)域均產(chǎn)生532nra圖像。5) 然后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 膜之后，用476nin的激光束(測得為約3/8英寸X20英寸)在3/8英寸 /秒的預(yù)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(fā)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(jié)束之后所得的476nm和532nm曝光的HRF立即暴露于UV 光中，以防止由環(huán)境光曝光引起的任何偶然的色彩偏移。該步驟的功率 和曝光時間的大致范圍分別為6-12毫瓦和30-70秒。7) 在步驟6)之后，使用在3.0m/min的速度和IO(TC的溫度下運行的 DuPont層合機(jī)(E. I. DuPont de Nemours, Wilmington, DE)將曝光的 HRF層合到146色彩調(diào)節(jié)膜(CTF) (E.I. DuPont de Nemours, Wilmington, DE)上。8) 然后將得自步驟7)的組合式HRF/CTF在15(TC下加熱7分鐘以在光致聚 合物(經(jīng)曝光和色彩調(diào)節(jié)的HRF)中產(chǎn)生初始的完整H2母版夾盤的真實 且穩(wěn)定的體全息圖復(fù)制品，其中光致聚合物已進(jìn)行了色彩調(diào)節(jié)，使得初 始為藍(lán)色的成像部分現(xiàn)在在約530-550nm下再現(xiàn)為綠色圖像部分，并且 初始為綠色的成像部分現(xiàn)在在約600-610nm下再現(xiàn)為紅色圖像部分。復(fù)制的全息圖的最終綠色和紅色圖像部分的特征是明亮的并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(lǐng)域已知的并用于實踐的掩膜情況下，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復(fù)制進(jìn)全息記錄軟片(光 致聚合物)。按照所列順序執(zhí)行以下復(fù)制工序。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全息激光成像 來制備的，同時對經(jīng)曝光和潤濕處理的DCG進(jìn)行色彩調(diào)節(jié)，以將再現(xiàn)波 長降至如本領(lǐng)域熟知的所需點。各母版包含在兩種不同波長(一種為藍(lán) 光波長， 一種為綠光波長)的任一者下再現(xiàn)的區(qū)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(jìn)行輥壓以確保完全連接。3) 然后將整個母版夾盤同時整片暴露于532nm和476nm的激光下，持續(xù)40 秒的預(yù)定時間，532nm激光產(chǎn)生50mJ/cm2的曝光水平，476nm激光產(chǎn)生 25mJ/cra2的曝光水平。4) 將在步驟3)結(jié)束之后所得的476nm和532nm曝光的HRF立即暴露于UV 光中，以防止由環(huán)境光曝光引起的任何偶然的色彩偏移。該步驟的功率 和曝光時間的大致范圍分別為6-12毫瓦和30-70秒。5) 在步驟4)之后，使用在3.0m/min的速度和IOCTC的溫度下運行的 DuPont層合機(jī)(E. I. DuPont de Nemours, Wilmington, DE)將曝光的 服F層合到146色彩調(diào)節(jié)膜(CTF) (E. I. DuPont de Nemours, Wilmington, DE)上。6) 然后將得自步驟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(jīng)曝光和色彩調(diào)節(jié)的HRF)中產(chǎn)生初始的完整H2母版夾盤的穩(wěn)定的體全息圖復(fù)制品，其中光致聚合物已進(jìn)行了色彩調(diào)節(jié)，使得初始為藍(lán)色的成像部分現(xiàn)在在約530-550nm下主要再現(xiàn)為綠色圖像部分，并且初 始為綠色的成像部分現(xiàn)在在約600-610nra下主要再現(xiàn)為紅色圖像部分。盡管該比較實施例的方法產(chǎn)生了穩(wěn)定的體全息圖，但是與使用實施例1和2 的發(fā)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(fā)明方法得到的全息圖相比，這些缺陷在于，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。由于觀察者不會同時看到兩種顏色，因此在本發(fā)明的方法下產(chǎn)生的色 彩更純。不受理論的束縛，本發(fā)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(chǎn)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(quán)利要求
1.復(fù)制體反射全息圖母版的方法，所述方法包括a)提供具有側(cè)面和對立面的光敏層；b)使所述光敏層的側(cè)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(qū)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復(fù)制品。
2. 權(quán)利要求1的方法，其中在將所述第一掩膜暴露于所述相干光化輻射之 后，用第二掩膜替換所述第一掩膜。
3. 權(quán)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(qū)域內(nèi)。
4. 權(quán)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(yīng)紅光、藍(lán)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(yīng)不同的顏色。
5. 權(quán)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(yīng)藍(lán)光，并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(jìn)行色彩調(diào)節(jié)，使得所述二色全息 圖母版的復(fù)制品在可見光的綠光區(qū)中再現(xiàn)。
6. 權(quán)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(yīng)綠光，并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(jìn)行色彩調(diào)節(jié)，使得所述二色全息 圖母版的復(fù)制品在可見光的紅光區(qū)中再現(xiàn)。
7. 權(quán)利要求1的方法，其中所述光敏層為光致聚合物。
8. 權(quán)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(quán)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(quán)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(quán)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. 復(fù)制體反射全息圖母版的方法，所述方法包括 a) 提供具有側(cè)面和對立面的光敏層；b) 使所述光敏層的側(cè)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(qū)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(xiàn)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(qū)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復(fù)制品。
13. 權(quán)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(quán)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(qū)域在步驟 f)中也被掩蔽。
15. 復(fù)制體反射全息圖母版的方法，所述方法包括 a)提供具有側(cè)面和對立面的光敏層；b)使所述光敏層的側(cè)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(qū)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(xiàn)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(qū)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(xiàn)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(qū)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復(fù)制品。
16. 權(quán)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(quán)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(qū)域在步驟 f)和i)中也被掩蔽。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種通過掩蔽將多色全息圖(例如二色全息圖)復(fù)制(拷貝)進(jìn)光敏層以制作所述全息圖的拷貝(復(fù)制品)的方法，以此方法制備的拷貝為全息圖(例如全息圖母版)的準(zhǔn)確且真實的復(fù)制，并且該拷貝的特征在于具有與被復(fù)制的多色全息圖相當(dāng)?shù)母吡炼人胶蜕时Ｕ娑取?br> 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(yōu)先權(quán)日2007年4月5日
發(fā)明者B·R·尼爾森, M·G·菲克斯 申請人:E.I.內(nèi)穆爾杜邦公司