專利名稱：復(fù)雜全息圖、復(fù)雜全息圖的制作和使用方法
復(fù)雜全息圖、復(fù)雜全息圖的制作和使用方法技術(shù)領(lǐng)域
本公開涉及全息圖以及全息圖的制作和使用方法，更具體地，涉及復(fù)雜全息圖。還公開了包含復(fù)雜全息圖的物品。
背景技術(shù)：
無論是出于安全目的或品牌保護(hù)，體積全息圖是一種越來越流行的真品認(rèn)證機(jī)制。體積全息圖可用于這些目的，主要是因?yàn)槠淇杀粡?fù)制相對(duì)困難。通過干涉兩個(gè)相干光束創(chuàng)建干涉圖案并將該圖案存儲(chǔ)于全息記錄介質(zhì)中，創(chuàng)建體積全息圖。在干涉前，通過將數(shù)據(jù)或圖像傳至兩個(gè)相干光束中的一個(gè)光束，可以將信息和圖像存儲(chǔ)于全息圖中?？梢酝ㄟ^利用匹配兩個(gè)原始光束(用于創(chuàng)建全息圖)中的任何一個(gè)光束的幾何形狀和波長(zhǎng)的光束對(duì)它進(jìn)行照射，讀出該全息圖，并且可顯示存儲(chǔ)在全息圖中的任何數(shù)據(jù)或圖像。通常地，可通過滿足布拉格衍射條件的其他光的波長(zhǎng)，讀出全息圖。因?yàn)橛涗浫D的所需方法復(fù)雜，所以其可用于物品認(rèn)證，例如信用卡、軟件、護(hù)照、服裝等等。
最常見的體積全息圖類型是透射全息圖和反射全息圖。為了形成體積全息圖，需要利用兩種光束。一個(gè)光束稱為信號(hào)光束，攜帶需編碼至全息圖的圖像信息。第二個(gè)光束為不帶信息的平面波，也被稱為參考光束。物體(或信號(hào))光束和參考光束形成干涉圖案，干涉圖案以衍射光柵的形式記錄于全息介質(zhì)中。當(dāng)物體光束和參考光束從同一側(cè)入射到全息介質(zhì)上時(shí)，就形成了透射全息圖，且之所以稱之為透射全息圖，是因?yàn)樵谟^察全息圖時(shí)，該光束必須要穿過全息材料才能到達(dá)查看器(viewer)。
在另一方面，在反射全息圖的記錄過程中，參考光束和物體光束從相對(duì)的兩側(cè)照射全息介質(zhì)。通常地，反射全息圖僅反射寫入波長(zhǎng)周圍的波長(zhǎng)的窄帶內(nèi)的光。正因?yàn)槿绱耍?反射全息圖的全息圖像傾向于為單色。該干涉條紋由駐波(當(dāng)由相反方向移動(dòng)的兩束光束發(fā)生相互作用時(shí)產(chǎn)生)形成。所形成的條紋位于層內(nèi)，與薄膜感光乳劑的表面基本平行。反射全息圖將僅反射與全息圖的條紋間距相同或相近的波長(zhǎng)。在給定的寫入波長(zhǎng)(λ )下，條紋間距相同。因此，對(duì)于特定的寫入波長(zhǎng)(λ )，全息圖將為單色且僅反射與λ相近的波長(zhǎng)。
已做出很大努力開發(fā)彩色反射全息圖。在實(shí)現(xiàn)彩色反射全息圖的傳統(tǒng)方法中，利用每種主要(添加的)顏色(紅色、藍(lán)色和綠色)中的相干光的光束，在感光片上記錄不同的全息圖。在實(shí)踐中，每個(gè)光束的聚焦和/或放大取決于其波長(zhǎng)，對(duì)準(zhǔn)(registration of)三種 圖像非常困難，尤其是對(duì)于大的感光片；良好的對(duì)準(zhǔn)需要對(duì)各光束進(jìn)行仔細(xì)的角度調(diào)整。 需要添加額外的參照光源(例如，藍(lán)光激光和綠光激光、以及紅光激光)，但同時(shí)也顯著增加了系統(tǒng)復(fù)雜性以及增加了系統(tǒng)成本。此外，記錄介質(zhì)，例如感光乳劑，對(duì)于不同波長(zhǎng)，通常具有不同的感光度，還要求仔細(xì)控制每束光的曝光時(shí)間和強(qiáng)度。
因此，仍存在對(duì)于反射全息圖的改進(jìn)制作方法的需要。更具體地，需要更簡(jiǎn)單、更成本有效的復(fù)雜(例如多色)全息圖的制作方法。發(fā)明內(nèi)容
本文公開了復(fù)雜全息圖以及包含復(fù)雜全息圖的物品的制作方法，以及其使用方法。
在一個(gè)實(shí)施例中，在靜止?fàn)顟B(tài)下具有化學(xué)組成和介質(zhì)變形率的全息記錄介質(zhì)中制 作全息圖的方法，可包括將介質(zhì)變形率改變成不同于該介質(zhì)變形率的第一變形率，其中改 變?cè)撟冃温什桓淖內(nèi)⒂涗浗橘|(zhì)的化學(xué)組成；以及在第一變形率下，于全息記錄介質(zhì)中記 錄第一全息圖。該全息記錄介質(zhì)可包括可變形的、光學(xué)透明材料中的光化學(xué)活性染料。
在另一個(gè)實(shí)施例中，在全息記錄介質(zhì)中制作全息圖的方法，可包括在第一變形 率下，于全息記錄介質(zhì)中記錄第一全息圖；將該第一變形率改變成與第一變形率不同的第 二變形率，其中將該第一變形率改變成第二變形率包括改變?nèi)⒂涗浗橘|(zhì)上所施加的壓縮 量；以及在第二變形率下，于全息記錄介質(zhì)中記錄第二全息圖，從而形成已記錄的全息圖。
仍在另一個(gè)實(shí)施例中，在具有化學(xué)組成的全息記錄介質(zhì)中制作全息圖的方法，可 包括在第一變形率下，于全息記錄介質(zhì)中記錄第一全息圖；將第一變形率改變成不同于 第一變形率的第二變形率；在第二變形率下，于全息記錄介質(zhì)中記錄第二全息圖；將第二 變形率改變成不同于第一變形率和第二變形率的第三變形率；以及在第三變形率下，于全 息記錄介質(zhì)中記錄第三全息圖。
在另一個(gè)實(shí)施例中，在全息記錄介質(zhì)中制作全息圖的方法，可包括同時(shí)在多個(gè)變 形率下，于全息記錄介質(zhì)中記錄第一全息圖，使得全息圖具有包含多個(gè)條紋間距和/多個(gè) 條紋角度的干涉條紋。
本文還公開了由上述方法形成的全息圖和包含全息圖的物品以及這些物品的使 用方法。
在一個(gè)實(shí)施例中，全息圖包括全息記錄介質(zhì)，其包含光化學(xué)活性染料和分散在光 學(xué)透明彈性體材料中的光化學(xué)活性染料的光產(chǎn)物。
在另一個(gè)實(shí)施例中，全息圖包括全息記錄介質(zhì)，其包含光化學(xué)活性染料和分散在 可變形的、光學(xué)透明材料中的光化學(xué)活性染料的光產(chǎn)物，其中該光產(chǎn)物動(dòng)態(tài)地反應(yīng)于材料 的變形。
在一個(gè)實(shí)施例中，具有動(dòng)態(tài)全息圖的物品的使用方法，可包括變形全息記錄介 質(zhì)，獲得顏色變化和/或圖像變化的動(dòng)態(tài)全息圖。該全息記錄介質(zhì)包括光化學(xué)活性染料和 分散在可變形的、光學(xué)透明材料中的光化學(xué)活性染料的光產(chǎn)物。
在一個(gè)實(shí)施例中，具有全息圖的物品的使用方法，可包括在包含光化學(xué)活性染料 和分散在可變形的、光學(xué)透明材料中的光化學(xué)活性染料的光產(chǎn)物的全息記錄介質(zhì)中，重建 全息圖。
這些和其他的非限制性特征將在下面進(jìn)行更詳細(xì)的描述。


現(xiàn)參照附圖，其為示例性實(shí)施例且其中的相同元件進(jìn)行相同編號(hào)
圖1是表不用于制作反射全息圖的系統(tǒng)的不意圖。
具體實(shí)施方式
本文公開了復(fù)雜的(例如，彩色的圖像(例如，動(dòng)畫)等)全息圖的制作方法。更具體地，本文公開了利用單一激光光源，制作彩色反射全息圖的方法。該方法一般包括在多個(gè) 變形率下，重復(fù)記錄全息圖。然后，在其中一個(gè)記錄變形率下或在另一個(gè)不同的變形率下， 可以讀出該全息圖。變形率是全息介質(zhì)的初始厚度與介質(zhì)的變形厚度的比率。應(yīng)該理解可 通過將介質(zhì)的不同部分變形至不同程度，使介質(zhì)同時(shí)包含多個(gè)變形率(例如，利用具有非均 勻厚度的平板(例如，具有凸起部分的平板、楔形板等))。
可利用變形，在記錄條件(例如，間距距離和/或排列角度)和重建條件之間改變條 紋間距和/或條紋排列(例如，如果排列與介質(zhì)表面不平行，當(dāng)變形率發(fā)生改變時(shí)，條紋排 列也會(huì)發(fā)生改變)。出于經(jīng)濟(jì)目的，理想地利用單一波長(zhǎng)進(jìn)行記錄，特別地，利用單一激光源 進(jìn)行記錄。然而，可在相同變形率下，記錄多種條紋排列(例如，大于或等于5，特別地，大于 或等于10，更特別地，大于或等于20)。
例如，可利用單一激光，通過壓縮透明板之間的全息介質(zhì)并在不同變形率下寫入 反射全息圖，記錄具有不同條紋間距的多個(gè)全息圖。通過改變變形率，可在全息介質(zhì)中寫入 不同的條紋間距，甚至當(dāng)使用一種單一波長(zhǎng)的激光時(shí)。該過程可單獨(dú)進(jìn)行或連同改變交叉 激光束的方向，結(jié)合進(jìn)行。還可利用單一激光，通過改變?nèi)D寫入的“幾何形狀”，即兩個(gè) 交叉激光束的方向，獲得不同的條紋間距/排列。但是，在反射全息圖的情況下，改變激光 束的方向不能獲得足夠大的間距變化，從而不能引起顯著的顏色變化。
因此，不同的條紋間距可在介質(zhì)中提供復(fù)雜的全息圖(例如，多色彩(例如顏色變 化)和/或圖像(例如，類似運(yùn)動(dòng)的特殊效果(如動(dòng)畫)))。由本文所描述的方法形成的復(fù)雜 全息圖不需要多個(gè)具有不同波長(zhǎng)的寫入激光，以便產(chǎn)生不同顏色。另外，由于可在物理上 完成變形(即，不需要將材料加入介質(zhì)，因此不改變介質(zhì)的化學(xué)組成)，所以該過程易于控制 (例如，可獲得特定的變形率且結(jié)果是可重現(xiàn)的)且可在多個(gè)(例如，大于2，特別地，大于或 等于3個(gè))變形率下進(jìn)行記錄。在本方法中，如果介質(zhì)的組成發(fā)生改變，則是由于全息圖條 紋寫入，導(dǎo)致產(chǎn)生了化學(xué)組成變化；而不是由于添加材料引起溶脹等導(dǎo)致的?？商娲?，或 除此之外，該全息圖條紋寫入可以是“構(gòu)象”改變，例如分子的“形狀”改變。換言之，盡管全 息圖條紋寫入可導(dǎo)致化學(xué)組成發(fā)生改變，但可在不發(fā)生化學(xué)組成改變的條件下獲得變形。
在一個(gè)實(shí)施例中，復(fù)雜全息圖的制作方法包括記錄兩個(gè)或多個(gè)全息圖，其中每個(gè) 全息圖記錄于不同的變形率，且其中的一個(gè)變形率可為I (即，沒有壓縮)。所有的記錄可在 相同的波長(zhǎng)(例如，利用相同的光源)下進(jìn)行。例如，該方法可包括將全息介質(zhì)配置于兩個(gè)透 明板之間；改變兩個(gè)透明板之間的全息介質(zhì)的變形率；然后在全息介質(zhì)中，針對(duì)全息介質(zhì) 的每個(gè)變形率，記錄全息圖?？衫孟嗤ㄩL(zhǎng)，記錄每個(gè)全息圖。但是，針對(duì)每個(gè)變形率形 成不同的條紋間距，因?yàn)橐坏┙橘|(zhì)返回至其自然狀態(tài)(例如，無變形狀態(tài))，條紋間距就變化 為不同于記錄的間距。
在另一個(gè)實(shí)施例中，基材的不同部分可同時(shí)具有不同的變形率(例如，每個(gè)壓縮到 不同程度)，使得在單一記錄步驟中，在基材中形成多個(gè)條紋間距。
例如，該過程可采用離散(不連續(xù))變形，其中圖案(例如，符號(hào)、文本、圖片和/或諸 如此類的)可壓至介質(zhì)內(nèi)，使得整個(gè)圖案的變形率不同于介質(zhì)其他位置處的變形率。利用 圖章或模型局部壓縮介質(zhì)，可在單一曝光中進(jìn)行多色彩記錄，例如，壓至全息薄膜內(nèi)的圖像 的正模。例如，在綠色波長(zhǎng)下記錄的全息圖可借助例如綠色背景上的紅色圖像，產(chǎn)生最終介 質(zhì)。在單個(gè)模型中，可利用多個(gè)壓縮比率，記錄不同顏色。
同樣地，可在同一時(shí)間采用多個(gè)變形率(例如，變形率的連續(xù)改變，類似楔形)。連續(xù)變形例如，在介質(zhì)上，可利用梯度形式的不同量的變形(例如，壓縮或拉伸)，在介質(zhì)釋放時(shí)獲得全息顏色的連續(xù)改變。例如，在寫入過程中，介質(zhì)的彎曲或扭轉(zhuǎn)可產(chǎn)生引起全息圖條紋扭曲和獨(dú)特光學(xué)效果的一系列復(fù)雜影響。
如前面所提到的，反射全息圖可反射與全息圖條紋間距相接近的波長(zhǎng)。在反射全息圖中，條紋間隔得十分緊密，在全息介質(zhì)的整個(gè)厚度上構(gòu)成多層。相鄰條紋之間的距離是用于構(gòu)建全息圖的光的波長(zhǎng)與參考光束和物體光束間的角度差的函數(shù)。該層狀排列可使反射全息圖透射，或不衍射，光的任何顏色和波長(zhǎng)(其為不合適波長(zhǎng)，即不滿足布拉格條件)。 在反射全息圖中，符合布拉格條件的波長(zhǎng)接近寫入波長(zhǎng)入。
利用本文所描述的方法，改變?nèi)⒔橘|(zhì)的變形率；例如，對(duì)介質(zhì)進(jìn)行壓縮、彎曲、延伸或進(jìn)行其他方式的改變，如對(duì)厚度進(jìn)行改變，從而使其從自然狀態(tài)改變至用于記錄的變形狀態(tài)。借助單個(gè)介質(zhì)可使用一個(gè)或多個(gè)變形狀態(tài)，其取決于要被記錄的特定全息圖的細(xì)節(jié)(如多色彩，圖像等)。因?yàn)橥ㄟ^機(jī)械方法獲得變形狀態(tài)，所以介質(zhì)的改變程度易于控制， 且可獲得多種變形?？衫么笥诨虻扔?的變形率，獲得全息圖，特別地，利用大于或等于3 的變形率，更特別地，利用大于或等于4的變形率且還更特別地，利用大于或等于6的變形率。例如，自然狀態(tài)下的介質(zhì)具有第一變形率，且介質(zhì)可被壓縮至第二變形率。在相同的激光波長(zhǎng)下，記錄可在每個(gè)變形率下進(jìn)行。由于當(dāng)介 質(zhì)不再被壓縮時(shí)，條紋間距將發(fā)生變化， 所以最終的介質(zhì)將包含具有兩個(gè)不同條紋間距(例如，且因此，兩種不同顏色)的全息圖。當(dāng)全息介質(zhì)變形(例如，壓縮)至所需變形率時(shí)，全息圖(例如，反射全息圖)被寫入介質(zhì)中，理想地利用單一光源。雖然可利用多個(gè)光源和/或多個(gè)波長(zhǎng)，但利用單一光源獲得具有多個(gè)條紋間距的全息圖，可降低制作成本。
當(dāng)變形(例如，壓縮)解除，全息介質(zhì)的形狀發(fā)生改變(例如，延伸)，因此條紋間距也發(fā)生同樣改變。例如，利用“對(duì)稱”光束記錄的全息圖(條紋與波長(zhǎng)為λ的光源寫入(由于壓縮在為X的變形率下)的表面平行)，會(huì)具有為λ X的條紋間距值。因此，全息圖在較長(zhǎng)波長(zhǎng)(X倍長(zhǎng))下相比未壓縮的會(huì)是可視的。類似地，如果是由于延伸產(chǎn)生的變形率，那么全息圖在較短波長(zhǎng)(例如，X倍短)下相比未延伸的會(huì)是可視的。如上所提到的，另外地或可替代地改變條紋間距，可通過改變變形率，改變條紋排列。因此，可在一個(gè)變形率下，記錄不對(duì)稱全息圖，該變形率可以改變，且因此該全息圖在與記錄角度不同的角度下可以是可視的。 兩個(gè)或多個(gè)曝光之間的全息介質(zhì)厚度的蓄意變化提供與參照光源波長(zhǎng)不同的重建波長(zhǎng)。這些重建使得利用僅一種顏色的參照光實(shí)現(xiàn)多色成像成為可能，因此允許利用單一、低價(jià)的激光(例如，產(chǎn)生相干紅光的氦-氖或氪激光)進(jìn)行寫入。
通過在不同變形率下記錄，可記錄具有在不同波長(zhǎng)下是可視的不同條紋間距的多個(gè)反射全息圖。換句話說，通過在不同變形率下記錄，利用單一的記錄波長(zhǎng)，可以將復(fù)雜全息圖記錄至介質(zhì)中。利用一系列的變形率和些入的幾何形狀，可以通過復(fù)用(即，利用單一波長(zhǎng)，記錄多個(gè)條紋間距)，記錄定制的、復(fù)雜全息圖，其中可在相同位置、不同位置或兩者的結(jié)合處執(zhí)行該復(fù)用。
例如，在一個(gè)實(shí)施例中，復(fù)雜全息圖的制作方法包括將全息介質(zhì)配置于兩個(gè)透明板之間；將兩個(gè)透明板之間的全息介質(zhì)壓縮至第一變形率；利用具有產(chǎn)生第一條紋間距的第一波長(zhǎng)的單一光源，在全息介質(zhì)中寫入反射全息圖；將兩個(gè)透明板之間的全息介質(zhì)的變形率改變成與第一變形率不同的第二變形率；利用產(chǎn)生不同于第一條紋間距的第二條紋間距的光，在全息介質(zhì)中寫入反射全息圖；然后將來自全息介質(zhì)的壓縮解除，產(chǎn)生復(fù)雜全息圖。然后，針對(duì)任何不同數(shù)值的變形率(取決于全息圖的所需顏色和幾何形狀)，重復(fù)該過程。例如，對(duì)于動(dòng)畫全息圖，針對(duì)大于或等于20倍，特殊地,大于或等于50倍，更特殊地,大于或等于100倍，重復(fù)該過程。還可利用單一或多個(gè)機(jī)械過程，實(shí)現(xiàn)該變形狀態(tài)，例如壓縮 (例如，兩板之間，通過彎曲、拉伸等)，延伸(例如，通過在兩側(cè)拉拔如通過利用真空增加厚度，通過在邊緣進(jìn)行相向推壓，使得厚度增加，等等)。
圖1是對(duì)于反射全息圖的制作方法的圖示說明。如圖中所示，參考光束和物體光束在相反側(cè)上照射全息薄膜板10。全息薄膜板10包括兩個(gè)透明板12 (其間配置有全息介質(zhì)14)。單一光源16產(chǎn)生波長(zhǎng)為λ的光，該光穿過分束器18，形成參考光束和物體光束。 反光鏡20使參考光束引導(dǎo)向至與物體22相對(duì)的薄膜板10的一側(cè)?？臻g濾波器24可使參考光束延伸穿過薄膜板表面。同樣地，反光鏡26和空間濾波器28可用于引導(dǎo)和延伸物體光束穿過物體22。另外，全息介質(zhì)14上的兩個(gè)透明板12的壓力可在每次曝光(暴露)于光源16之間改變，以便改變變形率，從而將反射全息圖的最終條紋間距記錄在薄膜板10上。 還可利用類似方式制作透射全息圖，其中參考光束和物體光束均引導(dǎo)至全息薄膜板10的同一側(cè)。
將透明板12配置成允許光透過板，透射至全息介質(zhì)上。進(jìn)一步地，它們提供將壓力施加至全息介質(zhì)，從而將介質(zhì)壓縮至所需的厚度比的能力。這些透明板可以包括任何對(duì)入射在板上的光波長(zhǎng)透明的材料。這些可能的板包括由玻璃、石英、光學(xué)品質(zhì)塑料(例如，聚碳酸酯)等，以及包含至少一種前述物質(zhì)的組合形成的板。可利用任何可壓縮介質(zhì)且不損壞透明板或沒有光束干擾的裝置，將透明板擠壓在一起?？商娲亍⒒蚋郊拥?，該壓縮可通過彎曲全息圖實(shí)現(xiàn)。全息介質(zhì)的機(jī)械延伸可通過利用全息介質(zhì)(其粘附在兩個(gè)上述透明板之間)，利用真空，以及其他可替代的，和包含至少一種上述物質(zhì)的組合來實(shí)現(xiàn)。
雖然不需要額外步驟使全息圖可視化，但形成復(fù)雜全息圖后，可選擇地，對(duì)介質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步處理。進(jìn)一步處理可包括多種后加工處理，通常和全息介質(zhì)一起使用，例如熱處理、化學(xué)處理、應(yīng)用其他層(例如，耐候性薄膜(例如，UV和/或IR保護(hù)劑))。同樣地，由 于形成了干涉條紋間距，使得全息圖可借助自然狀態(tài)(即，未變形；換言之，具有的變形率為 I)下的全息介質(zhì)進(jìn)行重建，因此在一定程度上，可以對(duì)介質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步處理，抑制介質(zhì)的隨后變形或使介質(zhì)保持在特定變形(如果在該變形條件下，需要重建全息圖)；即，在特定的重建變形率下，介質(zhì)可被固定或交聯(lián)。例如，將全息介質(zhì)涂布于一側(cè)或兩側(cè)，將其固化、成形， 附著在物品上等，以及包含至少一個(gè)上述處理的組合處理。例如，可將硬涂層施加至全息介質(zhì)，可以對(duì)介質(zhì)進(jìn)行支撐(例如，附著至基材)，和/或如果全息介質(zhì)包括可固化材料，可對(duì)該材料進(jìn)行固化。例如，然后，可將固化/硬化的全息介質(zhì)(包括全息圖)施加至物品，以提供安全或真實(shí)性認(rèn)證?？赏ㄟ^多種方法將全息圖附至在物品上，包括層合、粘合、膠合、涂布等坐寸ο
全息介質(zhì)包括感光材料(例如，光致變色染料)。全息記錄介質(zhì)可為包含粘合劑和可記錄全息圖的光化學(xué)活性材料的組合物。一旦全息圖被記錄至介質(zhì)，該介質(zhì)可包含光化學(xué)活性材料，光化學(xué)活性材料的光產(chǎn)物以及粘合劑(例如，可變形的光學(xué)透明材料)。在記錄全息圖之前，可將光化學(xué)活性材料分散(例如，均勻地分散)于光學(xué)透明材料(例如，彈性體材料)中。記錄全息圖可轉(zhuǎn)變一些光化學(xué)活性材料，使得具有全息圖的全息記錄介質(zhì)包含光化學(xué)活性染料和在材料中的光化學(xué)活性染料的光產(chǎn)物?？蛇x擇地，一旦全息圖被記錄，可對(duì)材料進(jìn)行固定，防止隨后的變形率發(fā)生變化。換言之，可對(duì)材料進(jìn)行處理，以阻止變形；例如，以在所需的變形率(例如，在全息圖的重建變形率)下，固定該變形率。
粘合劑組合物可包含無機(jī)材料、有機(jī)材料、或無機(jī)材料和有機(jī)材料的組合，其中所述粘合劑具有足夠的可變形性(例如，彈性和/或塑性)，使得對(duì)于所需記錄，具有所需數(shù)量的變形形態(tài)(例如，不同的變形率的數(shù)目)。該粘合劑應(yīng)該為光學(xué)透明材料，例如，不會(huì)干擾全息圖讀取或?qū)懭氲牟牧?。如本文所使用的，術(shù)語“光學(xué)透明”指的是物品(例如，層)或可發(fā)射大部分入射光的材料，其中大部分可以是入射光的70%或更高。所述層的光學(xué)透明性取決于材料和層的厚度。該光學(xué)透明全息層也可被稱作全息層。
示例性的有機(jī)材料包括可彈性變形的光學(xué)透明有機(jī)聚合物。在一個(gè)實(shí)施例中，粘合劑組合物包括彈性體材料(例如，其為全息介質(zhì)提供可壓縮性)。示例性的彈性體材料包括源自烯烴、單乙烯基芳香族單體、丙烯酸和甲基丙烯酸及其酯衍生物，以及共軛二烯的材料。由共軛二烯形成的聚合物可被完全或部分氫化。彈性體材料可采用均聚物或共聚物形式，包括無規(guī)、嵌段、星形嵌段(radial block)以及核-殼共聚物。還可使用彈性體材料的組合。
可能的彈性體材料包括熱塑性彈性體聚酯(一般稱為TPE)，包括聚醚酯如聚(對(duì)苯二酸亞燒基酯)(特別是聚[對(duì)苯二酸乙二醇酯](poly [ethylene terephthalate])和聚[對(duì)苯二酸丁二醇酯](poly [butylene terephthalate])),例如,包含聚(亞燒基氧化物)的軟-嵌段部分，特別是聚(乙烯氧化物)和聚(丁烯氧化物)的部分；以及聚酯酰胺，如由芳香族二異氰酸酯與二羧酸的縮合和羧酸封端的聚酯或聚醚的預(yù)聚物合成的聚酯酰胺。一種示例性的彈性體材料為改性的接枝共聚物，包括(i)彈性體(即，橡膠樣) 聚合物襯底，其具有的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)低于10°C，更特別地，低于-10°C，或更特別地_400°C 至-80°C,和(ii)接枝至彈性體聚合物襯底的剛性聚合物上層(superstrate)。用作該彈性體相的示例性材料包括例如共軛二烯橡膠，例如，聚丁二烯和聚異戊二烯；少于可共聚單體50wt%的共軛二烯共聚物,例如單乙烯基化合物如苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸正丁酯或丙烯酸乙酯；烯烴橡膠，如乙烯-丙烯共聚物(EPR)或乙烯-丙烯-二烯單體橡膠(EPDM);乙烯-醋酸乙烯酯橡膠；硅橡膠；彈性體的(甲基)丙烯酸CV8烷基酯；(甲基)丙烯酸C^8烷基酯與丁二烯和/或苯乙烯的彈性體共聚物；或包含至少一種上述彈性體的組合。用作剛性相的示例性材料包括例如單乙烯基芳族單體如苯乙烯和α-甲基苯乙烯，和單乙烯基單體如丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸，以及丙烯酸和甲基丙烯酸的C1-C6酯，特別是甲基丙烯酸甲酯。這里所使用的術(shù)語“(甲基)丙烯酸酯”包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯基團(tuán)兩者。
具體示例性的彈性體-改性的接枝共聚物包括由苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、 苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)、ABS (丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)、丙烯腈-乙烯-丙烯-二烯-苯乙烯(AES)、苯乙烯-異戍二烯-苯乙烯(SIS)、 甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)、以及苯乙烯-丙烯腈(SAN)形成的共聚物。
還可選擇性地用于粘合劑組合物的示例性有機(jī)材料為光學(xué)透明有機(jī)聚合物。該有機(jī)材料可為熱塑性聚合物、熱固性聚合物，或包含至少一種前述聚合物的組合。該有機(jī)聚合物可為低聚物，聚合物，樹枝狀聚合物，離聚物，共聚物如例如嵌段共聚物、無規(guī)共聚物、接枝共聚物、星形嵌段共聚物；或類似物，或包含至少一種上述聚合物的組合?？捎糜谡澈蟿┙M合物的示例性熱塑性有機(jī)聚合物包括，但不局限于，聚丙烯酸酯類，聚甲基丙烯酸酯類， 聚酯類(例如，脂環(huán)族聚酯、芳化間苯二酚聚酯等等)，聚烯烴類，聚碳酸酯類，聚苯乙烯類， 聚酯類，聚酰胺酰亞胺類，聚芳酯類(polyarylates)，聚芳基砜類，聚醚砜類，聚苯硫醚類， 聚砜類，聚酰亞胺類，聚醚酰亞胺類，聚醚酮類，聚醚醚酮類，聚醚酮酮類，聚硅氧烷類，聚氨酯類，聚醚類，聚醚酰胺類，聚醚酯類，或類似物，或包括至少一種上述熱塑性聚合物的組合，例如聚碳酸酯和聚酯。
還可將對(duì)電磁輻射不透明的有機(jī)聚合物(如果它們可被改性成透明的)用于粘合劑組合物。例如，由于存在大的微晶和/或球晶，聚烯烴通常不是光學(xué)透明的。然而，通過共聚合聚烯烴，它們可分離成納米級(jí)域，導(dǎo)致共聚物為光學(xué)透明的。
在一個(gè)實(shí)施例中，有機(jī)聚合物和光致變色染料可進(jìn)行化學(xué)連接。光致變色染料可連接至聚合物的主鏈。在另一個(gè)實(shí)施例中，光致變色染料可作為取代基連接至聚合物主鏈。 化學(xué)連接可包括共價(jià)鍵、離子鍵等。
還可將二元共混物、三元共混物和具有多于三種樹脂的共混物用于聚合物合金。 當(dāng)將二元共混物或三元共混物用于聚合物合金時(shí)，合金中的一種聚合物樹脂為組合物總重量的I至99% (重量)。在該范圍內(nèi)，一般理想地，具有的一種聚合物樹脂的數(shù)量大于或等于 20wt%,優(yōu)選地大于或等于30wt%且更優(yōu)選地大于或等于40wt% (基于組合物總重量)。還理想地在該范圍內(nèi)，其數(shù)量低于或等于90wt%,優(yōu)選地低于或等于80wt%且更優(yōu)選地低于或等于60wt% (基于組合物總重量)。當(dāng)利用三元共混物或具有三種以上聚合物樹脂的共混物時(shí)，多種聚合物樹脂可以任何所需的重量比存在。在所有的情況下，系統(tǒng)的可變形組分必須包括大部分的聚合物合金，使得合金保留彈性變形能力。
如上所注意到的，光敏材料為光致變色染料。光致變色染料是可通過電磁輻射進(jìn)行寫入和讀取的染料。理想地，利用可借助光化輻射(即波長(zhǎng)為250至1，100納米)進(jìn)行寫入和讀取的光致變色染料。具體地，可完成寫入和讀取的波長(zhǎng)為300納米至800納米。在一個(gè)實(shí)施例中，完成寫入和讀取的波長(zhǎng)為300納米至500納米。在另一個(gè)實(shí)施例中，完成寫入和讀取的波長(zhǎng)為400納米至550納米。在其下可完成寫入和讀取的示例性波長(zhǎng)在405納米和532納米。光致變色染料的實(shí)例包括二芳基乙烯和硝酮。
示例性的二芳基乙烯化合物可由式(XI)表示
權(quán)利要求
1.一種在靜止?fàn)顟B(tài)下具有化學(xué)組成和介質(zhì)變形率的全息記錄介質(zhì)中制作全息圖的方法，包括 將所述介質(zhì)變形率改變成不同于所述介質(zhì)變形率的第一變形率，其中改變所述變形率不改變所述全息記錄介質(zhì)的所述化學(xué)組成；以及 在所述第一變形率下，在所述全息記錄介質(zhì)中記錄第一全息圖； 其中所述全息記錄介質(zhì)包括光化學(xué)活性染料和可變形的、光學(xué)透明材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在第二變形率下，在所述全息記錄介質(zhì)中記錄第二全息圖。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述第二變形率等于所述介質(zhì)變形率。
4.一種在全息記錄介質(zhì)中制作全息圖的方法，包括 在第一變形率下，在所述全息記錄介質(zhì)中記錄第一全息圖，其中所述全息記錄介質(zhì)包括光化學(xué)活性染料和可變形的、光學(xué)透明材料； 機(jī)械地將所述第一變形率改變成不同于所述第一變形率的第二變形率；以及 在所述第二變形率下，在所述全息記錄介質(zhì)中記錄第二全息圖，形成已記錄的全息介質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括在所述第一變形率或所述第二變形率下，記錄第三全息圖，其中所述第三全息圖具有第三干涉條紋，其帶有的第三條紋排列與在相同的所述變形率下記錄的第一干涉條紋或第二干涉條紋的條紋排列不同。
6.一種在全息記錄介質(zhì)中制作全息圖的方法，包括 在第一變形率下，在所述全息記錄介質(zhì)中記錄第一全息圖，其中所述全息記錄介質(zhì)包含光化學(xué)活性染料和可變形的、光學(xué)透明材料； 將所述第一變形率改變成不同于所述第一變形率的第二變形率； 在所述第二變形率下，在所述全息記錄介質(zhì)中記錄第二全息圖； 將所述第二變形率改變成不同于所述第一變形率和所述第二變形率的第三變形率；以及 在所述第三變形率下，在所述全息記錄介質(zhì)中記錄第三全息圖。
7.根據(jù)權(quán)利要求6中所述的方法，進(jìn)一步包括 將所述第二變形率改變成不同于所述第一變形率和所述第二變形率的第三變形率，將所述第二變形率改變成第三變形率不改變所述全息記錄介質(zhì)的化學(xué)組成；以及在所述第三變形率下，在所述全息記錄介質(zhì)中記錄第三全息圖。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述第一全息圖的所述記錄產(chǎn)生具有第一間距和第一排列的第一干涉條紋且所述第二全息圖的所述記錄產(chǎn)生具有第二間距和第二排列的第二干涉條紋，并且其中所述第一間距與所述第二間距不同和/或所述第一排列與所述第二排列不同。
9.根據(jù)權(quán)利要求2至8中任一項(xiàng)所述的方法，其中將所述第一變形率改變成所述第二變形率包括選自由壓縮、擴(kuò)張和包含至少一種上述的組合組成的組中的方法。
10.根據(jù)權(quán)利要求2至9中任一項(xiàng)所述的方法，其中將所述第一變形率改變成所述第二變形率包括改變施加在所述全息記錄介質(zhì)上的壓縮量。
11.根據(jù)權(quán)利要求2至10中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述第一全息圖和所述第二全息圖記錄于相同的激光波長(zhǎng)下。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括在除了I之外的全息圖重建變形率下，固定所述全息記錄介質(zhì)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其中將所述介質(zhì)變形率改變成所述第一變形率包括選自由壓縮、擴(kuò)張和包含至少一種上述的組合組成的組中的方法。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括在一定程度上對(duì)所述已記錄的全息介質(zhì)進(jìn)行處理，以防止隨后的變形率變化。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括在一定程度上對(duì)所述已記錄的全息介質(zhì)進(jìn)行處理，以促使(例如，合并裝置中的全息記錄介質(zhì))用戶所需的變形率的變化。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述全息圖為反射全息圖。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至16中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述全息圖包含多種顏色和/或多個(gè)圖像。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括重復(fù)改變所述變形率并記錄全息圖，獲得動(dòng)畫全息圖。
19.一種在全息記錄介質(zhì)中制作全息圖的方法，包括同時(shí)在多個(gè)變形率下，在所述全息記錄介質(zhì)中記錄全息圖，使得所述全息圖具有包含多個(gè)條紋間距和/或多個(gè)條紋角度的干涉條紋。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，進(jìn)一步包括利用所述全息記錄介質(zhì)的連續(xù)變形，獲得所述多個(gè)變形率。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，進(jìn)一步包括利用所述全息記錄介質(zhì)的不連續(xù)變形，獲得所述多個(gè)變形率。
22.—種由權(quán)利要求1至21中任一項(xiàng)所述的方法制得的全息圖。
23.—種在包含光化學(xué)活性染料和分散在可變形的光學(xué)透明材料中的所述光化學(xué)活性染料的光產(chǎn)物的全息記錄介質(zhì)中的全息圖。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的全息圖，其中所述全息圖動(dòng)態(tài)地反應(yīng)于所述光學(xué)透明材料的變形率，獲得顏色變化和/或圖像變化。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的全息圖，其中光學(xué)透明材料為彈性體材料。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的全息圖，其中對(duì)所述光學(xué)透明彈性體材料進(jìn)行固定，以阻止變形。
27.一種具有全息圖的物品的使用方法，包括在包含光化學(xué)活性染料和在可變形的、光學(xué)透明材料中的所述光化學(xué)活性染料的光產(chǎn)物的全息記錄介質(zhì)中，重建所述全息圖。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中變形全息記錄介質(zhì)，使所述全息圖發(fā)生顏色變化和/或圖像變化。
29.根據(jù)權(quán)利要求27至28中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述物品選自由計(jì)量器、指示器和包含至少一種上述物品的組合組成的組。
30.根據(jù)權(quán)利要求27至28中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括控制所述變形，使得所述反應(yīng)構(gòu)成所述變形的度量。
全文摘要
一種制作全息圖(10)的方法，包括在第一變形率下，在全息記錄介質(zhì)(14)中記錄第一全息圖；將所述第一變形率改變成不同于所述第一變形率的第二變形率；以及在所述第二變形率下，在全息記錄介質(zhì)(14)中記錄第二全息圖，形成已記錄的全息介質(zhì)。
文檔編號(hào)G03H1/00GK103026302SQ201180036281
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者邁克爾·特魯基·塔克莫里, 阿米塔巴·班薩爾, 安德魯·A·伯恩斯, 馬克·謝弗頓, 蘇密特·賈殷 申請(qǐng)人:沙特基礎(chǔ)創(chuàng)新塑料Ip私人有限責(zé)任公司