JPS61140977A - 漂白型銀塩ホログラムの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば超精密ホログラフインク・スケールを
作製する場合に通用して好適な漂白型銀塩ホログラムの
製造方法に係わる。

〔従来の技術〕

光の干渉を利用してホログラフィック・スケールすなわ
ち回折格子の移動を、この回折格子による縞が基準点を
通過する数をカウントすることによって検出する光学式
変位測定装置が知られている。

このような変位測定装置における干渉針としては、例え
ば特開昭４７−１００３４号公報に開示されたものがあ
る。この干渉計の概略構成は、第３図に示すようにホロ
グラフィック・スケールとして用いられる回折格子（１
）と、１対のミラー（２）及び（３）と、可干渉性再生
光を得る光源（４）と検知器（５）とを有し光源（４よ
りのビームすなわち、再生光（６）が回折格子（１）に
向うて進むようになされている。そして、各ミラー（２
）及び（３）によって夫々ビーム（６）の回折格子（１
）を透過したゼロ次の回折波（６ａ）と１次の回折波（
６ｂ）とを反射させて再び回折格子（１）に向かわしめ
、再びこの回折格子（１）にゼロ次波が通ることによっ
てそのエネルギーの一部が１次波（６ｂ）の方向に回折
するようにして検知器（５）において、干渉縞図形をつ
くるようになされている。そして、回折格子（１）の移
動による干渉縞図形の移動の縞の数を義十数することに
よって回折格子（１）の移動、すなわち変位の測定を行
うことができるようになされている。

この種の干渉計による変位測定装置では、その回折格子
は、体積型ホログラムを使用することができる。

また、他の変位測定装置として、可干渉性光源からのビ
ームをビームスプリッタによって２分し、これをホログ
ラフィック・スケールに通じ、その回折格子による干渉
縞を検出する構成を採るものが考えられる（特願昭５８
−２０５９５６号）。この構成のものは、例えば第４図
に示すように、可干渉性光源（１１）から出射したビー
ム（１２）をビームスプリンタ（１３）によって２本の
ビーム（１２ａ）及び（１２ｂ）に２分し、ミラー（１
４）及び（１５）によってホログラフィック・スケール
、すなわち回折格子（１６）に、互いに等しい入射角θ
ｉをもって入射させる０回折格子（１６）は、その変位
測定方向と格子ベクトルの方向が一致するように配置さ
れる。そして、この回折格子（１６）によって夫々回折
した各、ビーム（１２ａ）及び（１２ｂ）の各回折光（
１２ａ１）及び（１２ｂｔ　）を夫々ミラー（１７）及
び（１８）によって反射させて再び回折格子（１６）に
向わしめ、ここにおいて再び回折した回折光（１２ａｚ
）及び（１２ｂ２）をミラー（１４）及び（１５）によ
ってビームスプリンタ（１３）に入射させ、ここにおい
て両回折光　（１２ａ２）及び（１２ｂ２）の光軸を一
致させて検知器（１９）によってその干渉強度を検出し
て回折格子（１６）の変位測定を行うものである。

第５図は、第４図の変形例で、第５図において第４図と
対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する
。

第６図は、第５図の例の具体的構造を示すもので、（２
１）は可干渉性光源としての半導体レーザー、（２２）
及び（２３）は集光用レンズ、（２４）は偏光ビームス
プリフタ、（２５）は分波用グレーティング、（２６）
　、　　（２７）及び（２８）はλ／４仮、（２９）及
び（３０）は偏光板、（３１）　、　　（３２）及び（
３３）は各々ｓｉｎ波用、モニタ用、ｃｏｓ波用フォト
ディテクタで、（３４）　、　　（３５）はミラー、（
３６）は体積型ホログラフィック・スケールで、この構
成ではλ／４仮によって入射ビームと信号光とを分離す
るようにしている。また信号光はその格子ベクトルの向
きがスケール用ホログラムと直交するように置かれたグ
レーティング（２５）により３つに分波され、ｓｉｎ信
号とｃｏｓ信号及びモニタ信号を得るようにしている。

上述したように、上述した各変位測定装置におけるホロ
グラフィック・スケールとしては、体積型ホログラムを
用いることができるものであるが、この体積型ホログラ
ムのブラッグ条件における回折効率ηは、 ・・・・・・（１） で与えられる。ここで、 一方、体積型ホログラムとしては、重クロム酸ゼラチン
（以下ＤＣＧという）によるもの、或いは漂白型錫塩乾
板などが知られている。

ＤＣＧによるホログラムは、次のような手順によって作
製される。すなわち、例えばガラス基板上に塗布したゼ
ラチン膜に重クロム酸アンモン水溶液処理を行って感光
性を付与して後、所要の格子パターンの露光処理をなし
、露光部において選択的にＤＣＧ中のＣｒ’十をＣｒ３
＋に還元し、これによって光架橋を行う。その後塩化ア
ンモニウム水溶液による現像処理を行って未露光部から
Ｃｒを排除する。その後、イソプロピルアルコール（以
下ＩＰＡという）処理を行って膜中の水をＩＰＡに置換
する０次に、これを急速乾燥する。このようにすると未
露光部に多数の気泡が生じ、これによって、この未露光
部の多数の気泡が存在する部分と、光架橋がなされ気泡
が殆ど生じていない露光部との各屈折率には大きな差、
即ち大きな屈折率変化Δｎが生じたホログラムが得られ
る。

ところが、このような方法による場合、上述した現像処
理によってゼラチンが膨潤するものであり、例えば初期
の膜厚が１５μ−程度とするとき、未露光部においては
その厚さが１００μ閣にも大きく膨潤するものであり、
これがその後のＩＰＡの置換によって収縮するので、こ
の膨潤、収縮によって露光部と未露光部との間で大きな
歪が発生し、格子パターンにゆがみを発生させるなど、
場所的均一性の制御に難点があって回折格子のピッチ精
度を充分高めることができないとか、充分な信頼性が得
られないなどの問題がある。

一方、漂白型銀塩乾板によるものにおいては、回折パタ
ーンの記録、すなわち、露光処理の後、現像、定着、漂
白の各処理を行って回折格子を形成するものであるが、
この漂白型銀塩乾板は、その光感度が高いことから、そ
の格子パターンの露光は、短時間で行うことができて、
高精度の露光と共に作業時間の短縮化がはかられ、更に
その作製工程で大きな膨潤、収縮を伴わないので、回折
格子パターンの記録時の露光時間の短縮化と共に、高い
ピッチ精度を得ることができるという利点を有するもの
の、前述したＤＣＧによるホログラムに比して大きな屈
折率差が得られない。

通常、このような漂白型ホログラムは、主にディスプレ
イ用のホログラムとして用いられているものであり、こ
のようなディスプレイ用としては、通常数十％の回折効
率（Ｓ偏光での測定値）があれば充分である。尚、この
時の屈折率変化Δｎは、前記（１）式において、そのＶ
がπより小さい値を与えるものである（雑誌；光学、第
９巻、第１号Ｐ２８〜（’　８０）参照）、そしてこの
ホログラムをＰ偏光の光で再生する場合には、Ｓ偏光で
得られていた回折効率よりも小さい値しか得られない、
その理由は、■パラメータには、ｋという偏光方向に依
存する量が含まれているからである。今、Ｓ偏光及びＰ
偏光に関する夫々の回折効率をηＳ及びｖｐとすると、
ηＳが５０％のとき、すなわちとなり、θｉ＝θ０−３
０°とすると、ｋ＝ｃｏｓ６０゜う低い値となる。つま
り、Ｐ偏光でｋが小さい場合の再生、したがって、前述
した光学式変位測定装置のようにビームスプリフタを用
いる場合、すなわちＳ偏光とＰ偏光を用いる場合には、
従来の漂白型ホログラムによっては、高い回折効率を得
ることができないものであり、この場合において高い回
折効率を得るには、その屈折率変化Δｎをより高める必
要がある。

また、Ｓ偏光とＰ偏光に関して共に高い回折効率を得る
には、Ｐ偏光及びＳ偏光に関する各Ｖパラメータをｖｐ
及びｖＢとするとき、ｖｐ＝ｋｖ５（ｋ＜１）であるか
ら第７図に示すようなりＰ＋ｖｓとすることが考えられ
るが、この場合においても屈折率変化Δｎは大きい値で
あることが望まれる。

〔発明が解決しようとする問題点〕 上述したように、ホログラフィック・スケールのような
ホログラムを得る場合、ＤＣＧによるものは、大きな屈
折率差を得ることができるが、その格子パターンの場所
的均一性の制御に困難性があり、スケールとしての出力
変動に問題が生じる。

また耐湿特性に劣る。

一方、漂白型銀塩乾板では、屈折率変化が比較的小さい
という欠点がある。

本発明は、高いピッチ精度を得ることができ、しかも、
高い屈折率変化を得ることのできる漂白型銀塩ホログラ
ムの製造方法を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、所定の回折パターンを記録し、現像・定着・
漂白処理を施した漂白型銀塩ホログラムに対して特に増
感処理を施す、この増感処理はゼラチンに対して非溶媒
でありかつ水と相溶性を有し、溶解度パラメータＳＰ値
が９〜１５の低沸点溶媒と水との混合液例えばＩＰＡ水
溶液にホログラムを浸漬する第１の溶媒処理を施し、次
いで更に上述した低沸点溶媒例えばＩＰＡでの処理、す
なわちＩＰＡ液への浸漬処理による第２の溶媒処理を行
う、そして、その後熱風乾燥する。

〔作用〕

上述の本発明方法によって得た漂白型銀塩ホログラムは
、その記録部及び非記録部、すなわち露光部と未露光部
とによって、この漂白型銀塩ホログラム本来の白と黒の
パターンが形成されると同時に、上述した増感処理によ
ってその非記録部、すなわち未露光部に多数の微細気泡
（ボア）が発生するものであり、これによって露光部と
未露光部とには大きな屈折率変化が与えられる。

また、本発明方法による場合、増感処理によってボアを
発生させるもので、これに伴って膨潤、収縮は生じるも
のの、この漂白型ホログラムでは、ホログラムを得るこ
とができる。

〔実施例〕

次に本発明による漂白型銀塩ホログラムの製造方法の代
表的な実施例を説明する。

実施例１ 厚さ５μ−のハロゲン化銀の乳剤が塗布されて成る乾板
アグファ８１！−５６（アグファゲバルト社製商品名）
を用意し、これにアルゴンレーザー（波長：　５１４５
人）によって回折格子パターンの記録、すなわち露光処
理を行った。その後、コダックＤ−１９（商品名）によ
る現像液に５分間浸漬して、現像処理、すなわち、露光
部における金属銀の析出を行い、その後、１．３％酢酸
水溶液による停止液に２０秒間浸漬し、その１＆２分間
の水洗いを行った０次いで、スーパーフジフィックス（
Ｓｕｐｅｒ　ＦｕｊｉＦｉｘ）Ａ及びＢ（何れも富士フ
ィルム社製商品名）の混合液による定着液に１０分間浸
漬する定着処理を施して未露光部分のハロゲン化銀を除
去し、その後、２分間の水洗いを行った。その後、漂白
液アグファＣＰ−４３１（アグファゲバルト社製商品名
）に５分間浸漬する漂白処理を行って露光部の金属銀を
ハロゲン化１（透明）にし、６０分間の水洗処理を行っ
た。上述した各処理は、すべて２０℃±２°の液温に保
持し、夫々の処理は各処理液を攪拌しながら行った。

次に、このようにして得た漂白銀塩ホログラムに対し増
感処理を行つた。この増感処理は、先ず、５０％ＩＰＡ
水溶液に１５分間の浸漬を行い、続いて、１００％ＩＰ
Ａ液中に１５分間の浸漬を行って、塗膜中の水分をＩＰ
Ａに置換する０次に１１０℃でドライヤー乾燥を行った
。

このようにし得た増感処理のなされたホログラムは、回
折格子ピッチにゆがみ等の乱れがなく高精度ピッチとな
った。

そして、この実施例１において、そのアルゴンレーザー
光（波長５１４５人）のＳ偏光による記録、すなわち露
光のエネルギーを変えた場合の屈折率変化Δｎｏｅ３ｉ
Ｈ−’＆、云い換えれば再生感度の測定結果を第１図中
実線曲線に示す。尚、実施例１と同様の手順によって記
録、現像、定着、漂白の各処理を行うも、増感処理を行
わなかった従来の漂白型銀塩ホログラムの同様の感度特
性を第１図中破線に比較して示した。これら曲線を比較
して明らかなように、本発明方法によって得たホログラ
ムは、特に低い露光エネルギーで高い感度を示している
。このように増感処理を施す本発明方法によれば、感度
の向上がみられるが、更に、この増感処理を施すことに
よってホログラム膜面の均一乾燥が良好に行われること
が確めれた。

これは回折効率の場所的不均一性の発生を回避でき、こ
れによって各部位での再生出力に変動が生じることを回
避できる。

第２図は、各ホログラムの波長７８００人のレーザーの
Ｓ偏光に対する回折効率ηＳとＰ偏光に対する回折効率
７７Ｐとの積に対する再生光学系の読み出し出力特性の
測定結果を示すもので、図において白丸印は、実施例１
による本発明方法によって得たホログラムの場合、ｘ印
は実施例１において増感処理を施さなかった従来のホロ
グラムの場合、Δ印は、記録（露光）を施さなかった場
合のそれを示す。

これによっても、ＷｓＸ？Ｐが大きいほど大♂９　”出
力が得られている。このことはホログラフィンり・スｌ
ケールへの適用においても出力特性の安定化や、検出出
力の増幅率を小さくすることがで　。

き、応答速度が向上するなどの利益をもたらす。

また、上述の実施例１におけるドライヤーによる乾燥、
すなわち熱風乾燥は、空気中のみならず例えば５１／分
の流量による窒素ガス気流によることもできる。

尚、上述した溶媒処理による増感機構は、次のように考
えられる。すなわち露光部分では銀塩の現像液による還
元と同時に酸化生成物によるゼラチンのタンニング（硬
膜）が生じているが、未露光部分は定着処理後ゼラチン
の硬膜は生じていないものであり、このように露光部分
と未露光部分とでゼラチン硬膜度に差が生じることよっ
て両者に水による膨潤炭に差が生じるものであるが、上
述した本発明における溶媒処理、すなわち上述した例で
はＩＰＡ処理によって、冒頭に述べたＤＣＧによるホロ
グラムでの増感機構と同様にマイクロクラックないしは
マイクロポアが生じ、これが漂白処理による屈折率変化
に加えて、より大きな屈折率変化を生ぜしめているもの
と思われる。

上述した例では、増感処理における溶媒処理をＩＰＡに
よった場合であるが、ゼラチンに対して非溶媒で水に可
溶の溶媒、すなわち、溶解度パラメータＳＰが、９〜１
５で、しかも熱風乾燥処理によって均一急速乾燥が可能
な低沸点の溶媒、すなわち沸点が水の沸点１００℃以下
の溶媒から選ばれるものであり、このような溶媒として
は、前述したＩＰＡ（ＳＰ値−１１，９）のほかに、メ
タノール（ＳＰ値−１４，５）　、エタノール（ＳＰ値
−１２，７）、アセトン（ＳＰ値−ＩＱ、０）　、テト
ラヒドロフラン（ＳＰ値−９，１）等を用いることがで
きる。

尚、このｓｐ値は、ｓｐ−（ΔＥ／Ｖ）′２で与えられ
るパラメータで、八Ｅは蒸発エネルギー、■は分子容で
ある。

因みに、上述した本発明において、第１の溶媒処理を施
することな（、例えばＩＰＡの１００％溶液による第２
の溶媒処理のみを行ったところ、膜に破壊が生じ白濁化
して光散乱が大となり屈折率変化の増加、すなわち増感
の効果は得られなかった。また、第２の溶媒処理に際し
て、この溶媒中には、耐湿性を膜に付与させるための例
えばシランカップリング剤としての例えばＫ　Ｂ　Ｍ　
−４０３（信越化学社製）を添加することができる。

なお、上述においては、主としてホログラフイヅク・ス
ケールに通用する場合について説明したが、各種ホログ
ラフィ−における体積位相型ホログラムを得る場合に本
発明を適用し得る。

〔発明の効果〕

上述したように本発明においては、冒頭に述べたＥＣＤ
によるホログラムを得る場合と同様に未露光部にマイク
ロポアないしはマイクロクランクを発生させるようにし
た露光部と未露光部との屈折率変化を大とすることがで
きると共に、本来的には漂白型によるものであって露光
部に銀が充填された状態で増感処理に伴う膨潤、収縮が
なされるので、回折格子のパターンやピッチに乱れが生
じることなく高精度の回折格子を形成することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々本発明の説明に供する露光エネ
ルギーと屈折率変化との関係の測定曲線図及び出力特性
曲線図、第３〜第５図は夫々干渉計の説明図、第６図は
その具体的構造図、第７図はＶパラメータと回折効率と
の関係の説明図である。 （４）、　　（１１）は可干渉性光源、（５）及び（１
９）は干渉光の検知器、（１６）は回折格子、（１３）
はビームスプリフタである。 第１図 猷工妊峰ｍう 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 所定の回折パターンを記録し、現像・定着・漂白処理を
   施した漂白型銀塩ホログラムに、ゼラチンに対して非溶
   媒でありかつ水と相溶性を有し、溶解度パラメータＳＰ
   値が９〜１５の低沸点溶媒と水との混合液で処理する第
   １の溶媒処理と、次いで上記低沸点溶媒で処理する第２
   の溶媒処理とを行って後、熱風乾燥する漂白型銀塩ホロ
   グラムの製造方法。