Virsmas reljefa veidošanās amorfos halkogenīdos hologrāfiskā ieraksta laikā

Abstract

Virsmas-reljefa hologrāfisko elementu izgatavošanā galveno lomu spēlē fotorezists (gaismu jutīgs materiāls). Ķīmisko īpašību izmaiņas rezista materiālā gaismas vai e-starojuma ietekmē dod iespēju veikt virsmas reljefa strukturēšanu ar „slapjo” vai „sauso” kodināšanu. Tātad process sastāv no divām daļām: hologrāfiskais ieraksts un tā attīstīšana kodinot. Pēdējā laikā daudzos organiskos un neorganiskos materiālos tiek veikti pētījumi par tiešu reljefa veidošanos starošanas procesa laikā ar gaismu vai e-starojumu (piemēram [1., 2.]). Tas ir ļoti vilinoši no praktiskās pielietošanas viedokļa, jo dod iespēju vienkāršot virsmas-reljefa veidošanas tehnoloģiju. Darbā tika pētīts virsmas-reljefa veidošanās process hologrāfiskā ieraksta laikā amorfās As-S kārtiņās. Tika pētīta kārtiņu biezuma (no 0.5 līdz 10um), lāzera viļņa garuma (no 405nmlīdz 650nm), virsmas- reljefa perioda, ierakstošo staru intensitātes un to polarizācijas ietekme uz reljefa veidošanās procesu. Varam redzēt, ka virsmas- reljefa veidošanās ir stipri atkarīga no krītošās gaismas intensitātes un tās polarizācijas. Kā arī, izmantojot viļņu plāksnītes, pārliecināmies par šī procesa atgriezeniskumu. Virmas- reljefa formēšanai izmantojām YAG lāzeru (532nm Verdi-6). Tiek apskatīti iespējamie virsmas-reljefa veidošanās modeļi amorfajās halkogenīdu kārtiņās uz fotoinducētā plastiskuma bāzes.

The key element for the production of surface-relief holographic optical elements is photoresist. The changes of the chemical properties induced in resist material by a light or e-beam exposure enable the surface-relief structuring by wet or dry etching. This process includes two steps: holographic recording and development by etching. Recently a number of organic and inorganic materials have been studied for direct surface-relief formation during the exposure process by a light or e-beam (for example [1., 2.]). It is very promising for practical application enabling the possibility to simplify the surface-relief formation technology. In this report the study of direct holographic recording of the surface-relief gratings on amorphous As-S films has been presented. The influence of the film thickness (0.5 – 10 um), laser wavelength (from 405nm to 650nm), grating period, light intensity and polarization state on the relief formation were studied. It is shown that the efficiency of the surface-relief formation strongly depends on the light intensity and polarization of light. Also we take a look at reversibility of this process by using wave plates. The study of the surface-relief formation induced by YAG laser (532nm Verdi-6) was performed. The mechanism of the direct recording of surface-relief on amorphous chalcogenide films based on the photo-induced plasticity has been discussed.