掩蔽法多色全息复制的制作方法

专利名称：掩蔽法多色全息复制的制作方法
掩蔽法多色全息复制
相关申请的交叉引用
本专利申请要求美国临时申请序列号60/910272 (2007年4月5日提交)的 优先权，其公开内容以引用方式并入本文以用于所有目的，如同在本文中完全阐 述一样。
背景技术：
发明领域
本发明涉及一种通过掩蔽将多色全息图(例如二色全息图)复制(拷贝)进 光敏层以制作全息图拷贝(复制品)的方法，以此方法制作的拷贝为全息图(例 如全息图母版)的准确而真实的复制，并且该拷贝的特征在于具有与被复制全息 图相当的高亮度水平和良好的色彩保真度/色纯度。
相关技术的描述
通过全息图母版(反射全息图或透射全息图)的直接接触拷贝法进行的复制 在本领域是已知的，其中全息图母版与光敏层(例如全息记录软片)直接接触。 关于反射全息图，参见例如下列文献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 编辑)；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)，所有这些公开的参考文献均以引用方式并入本文。专利文献中 的相关参考包括美国专利4， 995, 685、 6， 824, 929和6， 097， 514，这些专利均以引用方式并入本文。关于透射全息图，参见例如美国专利4,209,250，其公开了 一种由固定的平面透射全息图母版来制作多份拷贝的系统；以及美国专利 4,973,113，其描述了一种由母版制作透射全息图拷贝的方法和设备。涉及反射 和透射全息图的拷贝的其他公开的参考文献为"Optical Holography"第20章 的复制部分，作者为R. J. Collier 、 C. B. Burchhardt和L. H. Lin (Academic Press (1971))，该文献以引用方式并入本文。在现有技术的教导 中，此类直接接触拷贝法按照以下方式完成将由光敏层和光滑覆盖片构成的光 敏元件与光滑全息图母版接触，使得该覆盖片的光滑表面与全息图母版的光滑表 面直接接触。已发现，需要一种制作多色全息图的方法。本发明将描述这样的方 法。
发明概述
在一个实施方案中，本发明为用于复制体反射全息图母版的方法，该方法包
括
a) 提供具有侧面和对立面的光敏层；
b) 使光敏层的侧面接触或靠近全息图母版；
C)使第一掩膜接触或靠近光敏层的对立面，以掩蔽光敏层的至少一个区 域；
d) 使用第一波长、的相干光化辐射透过第一掩膜来曝光光敏层，得到第一 波长曝光层；
e) 移除第一掩膜；以及
f) 使用第二波长入2的相干光化辐射来曝光第一波长曝光层，得到第一和第 二波长曝光层，其中该第一和第二波长曝光层为二色全息图母版的复制
P
叩o
在另一个实施方案中，本发明为用于复制体反射全息图母版的方法，该方法
包括
a) 提供具有侧面和对立面的光敏层；
b) 使光敏层的侧面接触或靠近全息图母版；
C)使第一掩膜接触或靠近光敏层的对立面，以掩蔽光敏层的至少一个区域；
d) 使用第一波长入，的相干光化辐射透过第一掩膜来曝光光敏层，得到第一 波长曝光层；
e) 移除第一掩膜；
f) 使第二掩膜接触或靠近现在为第一波长曝光层的光敏层的对立面，以掩 蔽第一波长曝光层的至少一个区域；
g) 使用第二波长、的相干光化辐射来曝光第一波长曝光层，得到第一和第
二波长曝光层；
h) 移除第二掩膜；以及
i) 使用第三波长"的相干光化辐射来曝光第一和第二波长曝光层，得到第 一、第二和第三波长曝光层，其中该第一、第二和第三波长曝光层为三 色全息图母版的复制品。
在一个实施方案中，本发明为用于复制体反射全息图母版的方法，该方法包
a) 提供具有侧面和对立面的光敏层；
b) 使光敏层的侧面接触或靠近全息图母版；
C)使第一掩膜接触或靠近光敏层的对立面，以掩蔽光敏层的至少一个区 域；
d) 使用第一波长入，的相干光化辐射透过第一掩膜来曝光光敏层，得到第一 波长曝光层；
e) 移除第一掩膜；
f) 使第二掩膜接触或靠近现在为第一波长曝光层的光敏层的对立面，以掩 蔽第一波长曝光层的至少一个区域；
g) 使用第二波长入2的相干光化辐射来曝光第一波长曝光层，得到第一和第 二波长曝光层；
h) 移除第二掩膜；
i) 使第三掩膜接触或靠近现在为第一和第二波长曝光层的光敏层的对立 面，以掩蔽光敏层的至少一个区域；
j)使用第三波长、,的相干光化辐射来曝光第一和第二波长曝光层，得到第一、第二和第三波长曝光层； k)移除第三掩膜；以及
1)使用第四波长"的相干光化辐射来曝光第一、第二和第三波长曝光层， 得到第一、第二、第三和第四波长曝光层，其中该第一、第二、第三、 和第四波长曝光层为二色全息图母版的复制品。
发明详述
在各种实施方案中，本发明为用于有效地复制多色(例如二色、三色、四 色)体反射全息图的方法。与根据现有技术复制方法复制的类似全息图相比，根 据本发明的复制所得的全息图的特征在于具有高亮度水平和更佳的色彩保真度。 本发明需要使用掩膜(例如第一和第二掩膜)和光敏层，以在光敏层内复制多色 体反射全息图母版。
根据本发明，用作母版并要进行复制的多色母版体反射全息图可由能够记录 全息图像的任何合适的光敏材料制成，该材料包括但不限于重铬酸盐明胶(DCG) 和光致聚合物。在一个实施方案中，DCG为用于制作全息图母版的光敏材料，该
母版用于随后的复制中。
根据本发明，用于记录全息复制图的光敏层可由能够记录全息图像的任何合 适的光敏材料制成，该材料包括但不限于光致聚合物(例如全息记录软片)、摄
影胶片、和重铬酸盐明胶(DCG)。在一个实施方案中，光敏层为光致聚合物。在 一个实施方案中，光致聚合物为全息记录软片(服F)。 HRF可以为Omnidex* HRF (E.I. DuPont de Nemours, Wilmington, DE)。
第一掩膜和(如果存在)第二掩膜可由在给定曝光条件下不被曝光的区域中 能有效阻挡光化辐射(例如可见光)透过掩膜以及在给定曝光过程中被曝光的区 域中能有效透射光化辐射(例如可见光)的任何材料来制备。合适的掩膜包括但 不限于由符合以下条件的透明聚合物(例如聚酯)制成的那些在要曝光的区域 中能有效透射所需波长的光化辐射，并且在要被阻挡的区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进行阻挡的涂覆区域中有效地阻 挡光化辐射，以防止该涂覆的区域暴露于光化辐射。
在根据本发明的方法中，将具有侧面和对立面的光敏层置于全息图母版和掩膜(例如第一掩膜)之间。全息图母版通常但不必由刚性的透明(例如玻璃)保 护性顶盖构成。通常使光敏层的侧面与全息图母版的保护性顶盖(如果存在)直 接接触或与母版的全息图层(如果不存在保护性顶盖)直接接触，以实现光敏层 与全息图母版的光耦合并在全息成像期间提供稳定的耦合系统(母版和光敏层， 如果存在保护性顶盖，则母版还包括保护性顶盖)。掩膜可接触或靠近光敏层的 对立面。在本发明中，关于第一掩膜和光敏层的术语"靠近"是指光敏层的对立 面与第一掩膜的最近表面两者间的距离在lmm以内。将光敏层暴露于第一波长A,的相干光化辐射下是通过第一掩膜来完成的， 其中第一掩膜掩蔽光敏层的至少一个区域。可采用能产生相干光化辐射的任何方 法。在一个实施方案中，使用了激光。第一波长入，可位于电磁光谱的任何区域内，包括但不限于可见光区、红外区、和紫外(UV)区。在一个实施方案中，第一 波长位于可见光区。第一波长入，曝光将光敏层转变为第一波长曝光层。在完成第一波长曝光之后，还可包括附加步骤(l)在一个实施方案中，将 第一掩膜移除并在不布置掩膜的条件下暴露于第二波长A 2下；(2)在另一个实施 方案中，在暴露于第二波长入2之前用第二掩膜替换第一掩膜。可在无掩膜的条件下或透过第二掩膜将光敏层暴露于第二波长A 2的相干光 化辐射中。(由于在第一波长下的第一次曝光之后，几乎所有的第一次曝光区域 都不再是光敏性的，因此可在无掩膜的条件下进行第二次曝光。)可采用能生成 相干光化辐射的任何方法，优选的是激光。第二波长"可广泛位于电磁光谱的任 何区域内，包括但不限于可见光区、红外区、和紫外(UV)区。在一个实施方案 中，第二波长位于可见光区。第二波长"曝光连同第一波长入，曝光将光敏层转 变为第一和第二波长曝光层，其为二色全息图母版的复制品。在一个实施方案中，第一波长入，的相干光化辐射和第二波长入2的相干光化 辐射在电磁光谱的可见光区域内。在另一个实施方案中，第一波长、的相干光化辐射和第二波长"的相干光 化辐射被独立地选择成对应红光、蓝光、和绿光，前提条件是第一波长光和第二 波长光对应不同的颜色。在另一个实施方案中，第一波长入，的相干光化辐射或第二波长2的相干光 化辐射对应蓝光，并且其中第一波长曝光层以及第一和第二波长曝光层中的至少节，使得二色全息图母版的复制品在可见光的绿光区内再现。在另一个实施方案中，第一波长入，的相干光化辐射或第二波长入2的相干光 化辐射对应绿光，并且其中第一波长曝光层以及第一和第二波长曝光层中的至少 一个经过色彩调节，使得二色全息图母版的复制品在可见光的红光区内再现。在用于复制二色体反射全息图母版的方法中，曝光步骤(步骤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扫描曝光模式进行曝 光。如果以整片曝光模式曝光，则被曝光的整个层(光敏层或第一波长曝光层) 同时暴露于相干光化辐射中。如果以扫描曝光模式曝光，则被曝光的整个层(光 敏层或第一波长曝光层)仅有一部分同时暴露于相干光化辐射中。例如，在扫描 模式下，可使用相干光化辐射的移动光束在一段时间内在整个层(光敏层或第一 波长曝光层)上进行扫描，以实现扫描曝光。与扫描曝光相比，整片曝光通常是 在较低的功率密度下经过较长的时间完成的。一般来讲，第一波长入，和第二波长入2之间的关系是不受限制的。在一个实施方案中，(第一波长人，减去第二波长入2)的绝对值为至少7nm。在一个实施方 案中，(第一波长、减去第二波长")的绝对值为至少30rim，优选至少40nm， 更优选至少50nm。在二色全息图的复制中，第一掩膜被设计为能有效阻挡光化辐，不使其到达 将在第二次曝光期间使用第二波长光化辐射进行曝光的所有区域、同时将第一波 长的光化辐射有效传递到在第一次曝光期间进行曝光的区域。第二掩膜是可选 的，如果存在，则对其加以选择，使得在第二次曝光期间有效阻挡光化辐射，不 使其到达第一波长曝光层的在第一次曝光期间已预先曝光的区域。根据本发明的用于复制三色或四色体反射全息图的方法类似于上述用于复制 二色体反射全息图的方法，除非在本说明书中的某些地方特别指出，否则本文中 所给出的细节同样适用于二色、三色和四色体反射全息图。在根据本发明复制三 色体反射全息图时，主要的差别在于三色复制涉及三种不同的成像波长(而不是 两种不同的成像波长)并且采用了两种或可选地三种掩膜(而不是在二色复制中 的一种或可选地两种掩膜)。类似地，在根据本发明复制四色体反射全息图时， 主要的差别在于四色复制涉及四种不同的成像波长(而不是两种或三种不同的成 像波长)并且采用了三种或可选地四种掩膜(而不是在二色和三色复制中的更少的掩膜)。更具体地讲，在根据本发明复制三色体反射全息图的一个实施方案中，将光 敏层置于全息图母版和第一掩膜之间。然后透过第一掩膜将光敏层暴露于第一波 长入，的相干光化辐射中，得到第一波长曝光层。将第一掩膜移除并用第二掩膜替 换(在相同位置)。然后透过第二掩膜将第一波长曝光层暴露于第二波长入2的相 千光化辐射中，得到第一和第二波长曝光层。这时，在进行第三次曝光之前有两 种选择。 一种选择是在无(第三)掩膜存在的情况下进行第三次曝光，另一种选 择是在第三次曝光期间采用第三掩膜。如果采用第三掩膜，则将其置于根据本发 明的之前放置第一和第二掩膜的相同位置中。在任一种选择下，接着将第一和第 二波长曝光层暴露于第三波长"的相干光化辐射下，得到第一、第二和第三波长 曝光层，其中该第一、第二和第三波长曝光层为三色全息图母版的复制品。在根据本发明复制三色全息图时，第一掩膜被设计为能有效阻挡光化辐射， 不使其到达除了将在第一次曝光期间使用第一波长光化辐射进行曝光的区域之外 的所有区域，同时将第一波长的光化辐射有效传递到要在第一次曝光期间曝光的 区域。第二掩膜被设计为至少有效阻挡光化辐射，不使其到达要在第三次曝光期 间进行曝光的所有区域，同时将光化辐射有效传递到要在第二次曝光期间使用第 二波长光化辐射进行曝光的所有区域。第三掩膜是可选的，如果采用，则第三掩 膜通常被设计为阻挡光化辐射，不使其到达除了要在第三次曝光期间使用第三波长光化辐射进行曝光的区域之外的所有区域；第三掩膜应将第三波长的光化辐射 有效传递到要在第三波长光化辐射下曝光的那些区域。在上述用于复制三色体反射全息图母版的方法的一个实施方案中，人,-入2、 入,-入:,和入2-V.i的绝对值各自均为至少7nm。在另一个实施方案中，入「入2、入 「入:,和入厂入:,的绝对值各自均为至少30nm，优选至少40nm，更优选至少50nm。 在另一个实施方案中，在步骤c)中被掩蔽的所述至少一个区域在步骤f)中也被掩蔽o更具体地讲，在根据本发明复制四色体反射全息图的一个实施方案中，将光 敏层置于全息图母版和第一掩膜之间。然后透过第一掩膜将光敏层暴露于第一波 长入，的相干光化辐射中，得到第一波长曝光层。将第一掩膜移除并用第二掩膜替换(在相同位置)。然后透过第二掩膜将第一波长曝光层暴露于第二波长入2的相干光化辐射中，得到第一和第二波长曝光层。将第二掩膜移除并用第三掩膜替换 (在相同位置)。然后透过第三掩膜将第一和第二波长曝光层暴露于第三波长入:, 的相干光化辐射中，得到第一、第二和第三波长曝光层。这时，在第四次曝光之 前有两种选择。 一种选择是在无(第四)掩膜存在的情况下进行第四次曝光，另 一种选择是在第四次曝光期间采用第四掩膜。在任一种选择下，接着将第一、第 二和第三波长曝光层暴露于第四波长入，的相干光化辐射下，得到第一、第二、第 三、和第四波长曝光层，其中该第一、第二、第三、和第四波长曝光层为四色全 息图母版的复制品。在如上所述的用于复制四色体反射全息图母版的方法的一个实施方案中，入入2、入，-"、入，-入4、入2-入3、入2-入4和入3-入4的绝对值各自均为至少7nm。在另一个实施方案中，X「入2、人，-入3、入，-入"入2-入3、入2-入4和入f"的绝对值均为至少30nm，优选至少40nm，更优选至少50nm。在另一个实施方案中， 在步骤c)中被掩蔽的所述至少一个区域在步骤f)和I)中也被掩蔽。在根据本发明的多色复制方法的一个优选实施方案中，第一掩膜阻挡光化辐 射曝光的表面积占(初始)光敏膜中可曝光薄膜表面积的最大百分比，并且阻挡 的表面积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)的顺序依次递减。这样的阻挡可防止在后续曝光中进行曝光的区域发生过早 曝光和失活/干扰(例如，在第一和第二波长曝光期间，防止在第三波长下曝光 的区域发生曝光)。作为三色复制的该优选实施方案的一个实例，第一掩膜应有 效阻挡第二和第三波长的光化辐射，而有效传递第一波长的光化辐射。第二掩膜 应至少有效阻挡第三波长的光化辐射，而有效传递第二波长的光化辐射。实施例 实施例1该实施例示出了使用根据本发明的二色掩蔽的顺序整片曝光方法将一完整夹 盘的二色全息图母版复制进全息记录软片(光致聚合物)。按照所列顺序执行以 下复制工序。1)组装H2母版的完整母版夹盘。该完整母版夹盘的尺寸为12英寸X18英 寸。各H2母版的尺寸为2英寸X2英寸，在整个夹盘中有54个母版。各H2母版是使用熟知的方法(参见Y. Denisyuk， "Optical Holography" ， R. J. Collier等人，Academic Press, 1971，特别是 第21-22页的第3段)在重铬酸盐明胶(DCG)中通过HI-H2全息激光成像 来制备的，同时对经曝光和润湿处理的DCG进行色彩调节，以将再现波 长降至如本领域熟知的所需点。各母版包含在两种不同波长(一种为蓝 光波长， 一种为绿光波长)的任一者下再现的区域。2) 制备覆盖母版夹盘的聚酯掩膜，该掩膜允许激光仅穿透各H2母版的指定 区域。将掩膜设计为绝大部分为黑色，这是为了制作经色彩调节之后主 要为绿色的二色图像。二色图像在色彩调节之后仅具有小的红色区域。 掩膜上的小透明区域对应二色图像中变为红色的区域。掩膜通过计算机 生成并发送至图像编排机(Agfa Select Set 7000)。图像编排机的功能是使得聚酯在该装置中通过乳化过程以制备掩膜的黑色区域。3) 将光致聚合物(DuPont 734-1全息记录软片(冊F)， E. I. DuPont de Nemours, Wilmington, DE)真空连接到母版夹盘的表面上，之后将聚酯 掩膜覆盖并真空连接到HRF的表面上。所用的掩膜包含透射可见光的透 明区域和阻挡可见光的不透明区域。对两个层均进行辊压以确保完全连 接。4) 然后将整个母版夹盘在532mn的激光下整片曝光25秒的预定时间，得到 50mJ/cm2的曝光水平。只有聚酯掩膜的透明区域允许激光穿透。由于掩 膜的这些透明区域与在532nm处再现的母版区域对准，因此所有透明区 域均产生532nm图像。5) 然后将掩膜从母版夹盘上移除，而将全息记录软片保留在原位。在移除 掩膜之后，将整个母版夹盘使用476nm的激光进行整片曝光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 光的影响，因为在532mn曝光期间，已发生了完全聚合，使得这些在 532nm下曝光的部分不再是光敏性的。6) 将步骤5)结束之后所得的476nm和532nm曝光的HRF立即暴露于紫外光 中，以防止由环境光曝光引起的任何偶然的色彩偏移。该步骤的功率和 曝光时间的大致范围分别为6-12毫瓦和30-70秒。17) 在步骤6)之后，使用在3.0ra/min的速度和IO(TC的温度下运行的 DuPont层合机(E. I. DuPont de Nemours， Wilmington, DE)将曝光的 HRF层合至lj 146色彩调节膜(146 Color Tuning Film) (CTF) (E.I. DuPont de Nemours, Wilmington, DE)上。8) 然后将得自步骤7)的组合式HRF/CTF在15(TC下加热7分钟，以在光致 聚合物(经曝光和色彩调节的HRF)中产生初始的完整H2母版夹盘的真 实且稳定的体全息图复制品，其中光致聚合物已进行了色彩调节，使得 初始为蓝色的成像部分现在在约530-550mn下再现为绿色图像部分，并 且初始为绿色的成像部分现在在约600-610run下再现为红色图像部分。复制的全息图的最终绿色和红色图像部分的特征是明亮的并具有良好的色纯实施例2该实施例示出了使用根据本发明的二色掩蔽的顺序扫描曝光方法将一完整夹 盘的二色全息图母版复制进全息记录软片(光致聚合物)。按照所列顺序执行以 下复制工序。1) 组装H2母版的完整母版夹盘。该完整母版夹盘的尺寸为12英寸X18英 寸。各H2母版的尺寸为2英寸X2英寸，在整个夹盘中有54个母版。 各H2母版是使用熟知的方法(参见Y. Denisyuk， "Optical Holography" ， R. J. Collier等人，Academic Press, 1971，特别是 第21-22页的第3段)在重铬酸盐明胶(DCG)中通过HI-H2全息激光成像 来制备的，同时对经曝光和润湿处理的DCG进行色彩调节，以将再现波 长降至如本领域熟知的所需点。各母版包含在两种不同波长(一种为蓝 光波长， 一种为绿光波长)的任一者下再现的区域。2) 制备覆盖母版夹盘的聚酯掩膜，该掩膜允许激光仅穿透各H2母版的指定 区域。将掩膜设计为绝大部分为黑色。这是为了制作经色彩调节之后主 要为绿色的二色图像。二色图像在色彩调节之后仅具有小的红色区域。 掩膜上的小透明区域对应二色图像中变为红色的区域。掩膜通过计算机 生成并发送至图像编排机(Agfa Select Set 7000)。图像编排机的功能是使得聚酯在该装置中通过乳化过程以制备掩膜的黑色区域。3) 将光致聚合物(DuPont 734-1全息记录软片(HRF) ， E. I. DuPont de Nemours, Wilmington, DE)真空连接到母版夹盘的表面上，之后将聚酯 掩膜覆盖并真空连接到HRF的表面上。所用的掩膜包含透射可见光的透 明区域和阻挡可见光的不透明区域。对两个层均进行辊压以确保完全连 接。4) 然后用532nm的激光束(测得为约3/8英寸X20英寸)在3/8英寸/秒 的预定速度下线扫描整个母版夹盘，得到50inj/cm2的曝光水平。扫描时 间为33秒。只有聚酯掩膜的透明区域允许激光穿透。由于每个H2母版 均整个被532rnn反射器覆盖，因此所有透明区域均产生532nra图像。5) 然后将掩膜从母版夹盘上移除，而将全息记录软片保留在原位。移除掩 膜之后，用476nin的激光束(测得为约3/8英寸X20英寸)在3/8英寸 /秒的预定速度下线扫描整个母版夹盘，得到25mJ/cm2的曝光水平。扫 描时间为33秒。先前在532nm下曝光的部分不受附加的476nm曝光的影 响，因为在532mn曝光期间，已发生了完全聚合，使得这些在532nm下 曝光的部分不再是光敏性的。6) 将在步骤5)结束之后所得的476nm和532nm曝光的HRF立即暴露于UV 光中，以防止由环境光曝光引起的任何偶然的色彩偏移。该步骤的功率 和曝光时间的大致范围分别为6-12毫瓦和30-70秒。7) 在步骤6)之后，使用在3.0m/min的速度和IO(TC的温度下运行的 DuPont层合机(E. I. DuPont de Nemours, Wilmington, DE)将曝光的 HRF层合到146色彩调节膜(CTF) (E.I. DuPont de Nemours, Wilmington, DE)上。8) 然后将得自步骤7)的组合式HRF/CTF在15(TC下加热7分钟以在光致聚 合物(经曝光和色彩调节的HRF)中产生初始的完整H2母版夹盘的真实 且稳定的体全息图复制品，其中光致聚合物已进行了色彩调节，使得初 始为蓝色的成像部分现在在约530-550nm下再现为绿色图像部分，并且 初始为绿色的成像部分现在在约600-610nm下再现为红色图像部分。复制的全息图的最终绿色和红色图像部分的特征是明亮的并具有良好的色纯实施例3(比较实施例)该比较实施例示出了在不使用本领域已知的并用于实践的掩膜情况下，利用 二色同时整片曝光方法将一完整夹盘的二色全息图母版复制进全息记录软片(光 致聚合物)。按照所列顺序执行以下复制工序。1) 组装H2母版的完整母版夹盘。该完整母版夹盘的尺寸为12英寸X18英 寸。各H2母版的尺寸为2英寸X2英寸，在整个夹盘中有54个母版。 各H2母版是使用熟知的方法(参见Y. Denisyuk， "Optical Holography" ， R. J. Collier等人，Academic Press, 1971，特别是 第21-22页的第3段)在重铬酸盐明胶(DCG)中通过Hl-H2全息激光成像 来制备的，同时对经曝光和润湿处理的DCG进行色彩调节，以将再现波 长降至如本领域熟知的所需点。各母版包含在两种不同波长(一种为蓝 光波长， 一种为绿光波长)的任一者下再现的区域。2) 将光致聚合物(DuPont 734-1全息记录软片(HRF) ， E. L DuPont de Nemours， Wilmington, DE)真空连接到母版夹盘的表面上。将光致聚合 物层进行辊压以确保完全连接。3) 然后将整个母版夹盘同时整片暴露于532nm和476nm的激光下，持续40 秒的预定时间，532nm激光产生50mJ/cm2的曝光水平，476nm激光产生 25mJ/cra2的曝光水平。4) 将在步骤3)结束之后所得的476nm和532nm曝光的HRF立即暴露于UV 光中，以防止由环境光曝光引起的任何偶然的色彩偏移。该步骤的功率 和曝光时间的大致范围分别为6-12毫瓦和30-70秒。5) 在步骤4)之后，使用在3.0m/min的速度和IOCTC的温度下运行的 DuPont层合机(E. I. DuPont de Nemours, Wilmington, DE)将曝光的 服F层合到146色彩调节膜(CTF) (E. I. DuPont de Nemours, Wilmington, DE)上。6) 然后将得自步骤5)的组合式服F/CTF在15(TC下加热7分钟以在光致聚 合物(经曝光和色彩调节的HRF)中产生初始的完整H2母版夹盘的稳定的体全息图复制品，其中光致聚合物已进行了色彩调节，使得初始为蓝色的成像部分现在在约530-550nm下主要再现为绿色图像部分，并且初 始为绿色的成像部分现在在约600-610nra下主要再现为红色图像部分。尽管该比较实施例的方法产生了稳定的体全息图，但是与使用实施例1和2 的发明方法得到的那些全息图相比，所得的全息图具有非常显著的缺陷。与使用 如实施例1和2中所给出的发明方法得到的全息图相比，这些缺陷在于，使用该 比较实施例3的方法所得的全息图具有明显更低的亮度以及较差的色纯度和色彩 对比特性。由于观察者不会同时看到两种颜色，因此在本发明的方法下产生的色 彩更纯。不受理论的束缚，本发明人相信，该比较实施例的全息图具有较低的亮 度特性是因为在全息成像期间同时存在的476nm和532nm光束产生了不利影响， 这两种光束竞争未曝光和曝光的光敏膜(例如HRF)之间的折射率的可用差值。
权利要求
1.复制体反射全息图母版的方法，所述方法包括a)提供具有侧面和对立面的光敏层；b)使所述光敏层的侧面接触或靠近所述全息图母版；c)使第一掩膜接触或靠近所述光敏层的对立面，以掩蔽所述光敏层的至少一个区域；d)透过所述第一掩膜使用第一波长λ1的相干光化辐射来曝光所述光敏层，得到第一波长曝光层；e)移除所述第一掩膜；以及f)使用第二波长λ2的相干光化辐射来曝光所述第一波长曝光层，得到第一和第二波长曝光层，其中所述第一和第二波长曝光层为二色全息图母版的复制品。
2. 权利要求1的方法，其中在将所述第一掩膜暴露于所述相干光化辐射之 后，用第二掩膜替换所述第一掩膜。
3. 权利要求1的方法，其中所述第一波长入'的相干光化辐射和所述第二波 长入2的相干光化辐射均在电磁光谱的可见光区域内。
4. 权利要求3的方法，其中所述第一波长入，的相干光化辐射和所述第二波 长入2的相干光化辐射被独立地选择以对应红光、蓝光和绿光，前提条件 是所述第一波长的光和所述第二波长的光对应不同的颜色。
5. 权利要求1的方法，其中所述第一波长、的相干光化辐射或所述第二波 长入2的相干光化辐射对应蓝光，并且其中对所述第一波长曝光层以及所 述第一和第二波长曝光层中的至少一个进行色彩调节，使得所述二色全息 图母版的复制品在可见光的绿光区中再现。
6. 权利要求1的方法，其中所述第一波长入，的相干光化辐射或所述第二波 长入2的相干光化辐射对应绿光，并且其中对所述第一波长曝光层以及所 述第一和第二波长曝光层中的至少一个进行色彩调节，使得所述二色全息 图母版的复制品在可见光的红光区中再现。
7. 权利要求1的方法，其中所述光敏层为光致聚合物。
8. 权利要求7的方法，其中所述光致聚合物为全息记录软片。
9. 权利要求1的方法，其中所述曝光步骤d)和f)是以整片曝光模式完成 的。
10. 权利要求1的方法，其中所述曝光步骤d)和f)是以扫描曝光模式完成 的。
11. 权利要求1的方法，其中所述第一波长、减去所述第二波长"的绝对值 为至少7nm。
12. 复制体反射全息图母版的方法，所述方法包括 a) 提供具有侧面和对立面的光敏层；b) 使所述光敏层的侧面接触或靠近所述全息图母版；c) 使第一掩膜接触或靠近所述光敏层的对立面，以掩蔽所述光敏层的至少一个区域；d) 使用第一波长入，的相干光化辐射透过所述第一掩膜来曝光所述光敏 层，得到第一波长曝光层；e) 移除所述第一掩膜；f) 使第二掩膜接触或靠近现在为所述第一波长曝光层的光敏层的对立 面，以掩蔽所述第一波长曝光层的至少一个区域；g) 使用第二波长入2的相干光化辐射来曝光所述第一波长曝光层，得到第 一和第二波长曝光层；h) 移除所述第二掩膜；以及i) 使用第三波长A 2的相干光化辐射来曝光所述第一和第二波长曝光层， 得到第一、第二和第三波长曝光层，其中所述第一、第二和第三波长 曝光层为三色全息图母版的复制品。
13. 权利要求12的方法，其中A,-入2、、-入3和入2-"的绝对值各自均为至 少7nm0
14. 权利要求12的方法，其中在步骤c)中被掩蔽的所述至少一个区域在步骤 f)中也被掩蔽。
15. 复制体反射全息图母版的方法，所述方法包括 a)提供具有侧面和对立面的光敏层；b)使所述光敏层的侧面接触或靠近所述全息图母版；C)使第一掩膜接触或靠近所述光敏层的对立面，以掩蔽所述光敏层的至 少一个区域；d) 使用第一波长入，的相干光化辐射透过所述第一掩膜来曝光所述光敏 层，得到第一波长曝光层；e) 移除所述第一掩膜；f) 使第二掩膜接触或靠近现在为所述第一波长曝光层的光敏层的对立 面，以掩蔽所述第一波长曝光层的至少一个区域；g) 使用第二波长入2的相干光化辐射来曝光所述第一波长曝光层，得到第一和第二波长曝光层；h) 移除所述第二掩膜；i) 使第三掩膜接触或靠近现在为所述第一和第二波长曝光层的光敏层的 对立面，以掩蔽所述光敏层的至少一个区域；j)使用第三波长A 的相干光化辐射来曝光所述第一和第二波长曝光层，得到第一、第二和第三波长曝光层； k)移除所述第三掩膜；以及1)使用第四波长入4的相干光化辐射来曝光所述第一、第二和第三波长曝 光层，得到第一、第二、第三和第四波长曝光层，其中所述第一、第 二、第三和第四波长曝光层为二色全息图母版的复制品。
16. 权利要求15的方法，其中入，-入2、入，-入:,、入，-入"入2-入:,、入2-、和入:1-入^的绝对值各自均为至少7mn。
17. 权利要求15的方法，其中在步骤c)中被掩蔽的所述至少一个区域在步骤 f)和i)中也被掩蔽。
全文摘要
本发明提供了一种通过掩蔽将多色全息图(例如二色全息图)复制(拷贝)进光敏层以制作所述全息图的拷贝(复制品)的方法，以此方法制备的拷贝为全息图(例如全息图母版)的准确且真实的复制，并且该拷贝的特征在于具有与被复制的多色全息图相当的高亮度水平和色彩保真度。
文档编号G03H1/20GK101636697SQ200880008980
公开日2010年1月27日 申请日期2008年4月7日 优先权日2007年4月5日
发明者B·R·尼尔森, M·G·菲克斯 申请人:E.I.内穆尔杜邦公司