ANÁLISIS DE UN HOLOGRAMA DE FOURIER ALMACENADO EN

ANÁLISIS DE UN HOLOGRAMA DE FOURIER ALMACENADO EN UN
MATERIAL DE REGISTRO FOTOPOLIMÉRICO
L. Carretero, P. Acebal, S. Blaya, R. Madrigal, M. Ulibarren, M. Navalón, J. Julia
Departamento de Ciencia y Tecnología de Materiales. División de Óptica.
Universidad Miguel Hernández. Elche. Alicante
Resumen
En la presente comunicación se analiza la influencia de la relación de haces en la
calidad de imagen reconstruida de un holograma de Fourier almacenado en un fotopolímero
sensible a la longitud de onda de 532 nm. Para ello se ha utilizado un montaje holográfico de
Fourier asimétrico y se ha almacenado un objeto de baja frecuencia espacial con diferentes
relaciones de haces, analizándose la imagen reconstruida para varios ángulos de
reconstrucción disitintos del ángulo de Bragg. Se ha encontrado que para la composición
utilizada del fotopolímero, existe una relación de haces óptima que proporciona el mejor
rendimiento en difracción y la mejor calidad de imagen reconstruida. También, se ha
analizado la influencia del material como filtro de la información almacenada.
1.-Introducción
La aplicación de los hologramas de Fourier para resolver problemas de filtrado
espacial en los sistemas de reconocimiento de imágenes [1], hace que el estudio de los
materiales de registro holográficos empleados para este objetivo sea un campo importante de
la óptica.
El registro de hologramas en materiales fotopoliméricos presenta la ventaja
fundamental de que no se necesitan procesados químicos posteriores (como en el caso de la
emulsión holográfica) y por lo tanto pueden ser empleados en tiempo real.
En general el estudio y optimización de los materiales fotopoliméricos se lleva a
cabo mediante el análisis del rendimiento en difracción de redes de difracción almacenadas en
el material [2]. Sin embargo el papel de los efectos dinámicos de los fotopolímeros puede ser
particularmente importante cuando se almacenan hologramas de objetos difusores, por lo que
dicho almacenamiento requiere un estudio pormenorizado de los parámetros que influyen en
las condiciones del registro holográfico. En este sentido, el objetivo de esta comunicación es
estudiar y analizar la influencia de la relación de haces (parámetro fundamental en holografía)
en la calidad de imagen de un holograma de Fourier almacenado en un fotopolímero.
2.- Experiencias
Para el almacenamiento de los hologramas de Fourier se ha empleado un montaje
holográfico asimétrico, siendo el ángulo entre los haces de referencia y objeto de 20 grados.
El registro se ha llevado a cabo empleando un láser de ND:YVO4 con línea de emisión en 532
nm.
El material de registro empleado ha sido un fotopolímero basado en un sustrato de
PVA dopado con acrilamida, trietanolamina y eoxina amarillenta como fotoiniciador. La
mezcla una vez realizada se depositaba en un vidrio BK7 mediante un sistema TLC
(depositador de cromatografía de capa fina) obteniéndose capas sólidas de 120 µm de espesor.
La intensidad de trabajo total fué de 10 mW, modificándose la relación de haces K=
Ir/Io, siendo Ir la intensidad del haz de referencia e Io la intensidad del haz objeto. En todos
los casos una vez almacenado el holograma de Fourier, se estudio la respuesta angular del
medio, obteniendo la curva angular de rendimiento en difracción y la imagen del objeto
reconstruido para distintas posiciones angulares del holograma registrado.
En la figura 1, puede observarse la imagen del objeto cuya transformada de Fouier se
almacenó en el material de registro holográfico.
Figura 1: Imagen del objeto y su transformada de Fourier.
En la figura 2, pueden observarse las curvas de respuesta angular del material para
distintas realaciones de haces.
Figura 2: Respuesta angular del material.
Como puede observarse en la figura 2, existe una relación de haces para la cual el
réndimiento en difracción es máximo, siendo notablemnte inferior para cualquier otra relación
de haces superior o inferior. También, puede observarse que en el material de registro se
produce una variación de espesor que afecta a los planos de Bragg, ya que el rendimiento
máximo no se obtiene para el ángulo de Bragg (0 grados) sino que en todos los casos está
desplazado -0.75 grados aproximadamente. El rendimiento en difracción máximo obtenido es
del 0.7%, aunque con este material se alcanzan rendimientos en difracción del orden del 80 %
en redes grabadas con montajes simétricos y con frecuencias espaciales de 1000 líneas/mm.
En la figura 3, se muestra una secuencia de las imágenes recosntruidas en el ángulo
de Bragg para distintas relaciones de haces.
Figura 3: Imágenes recosntruidas en el ángulo de Bragg (0 grados) para K=9, 14.5, 19,36
respectivamente.
Como puede verse comparando la figura 3 con la figura 1, la mejor calidad de imagen se
obtiene para la relación de haces K =14.5, que es la que también presenta mejor redimiento en
difracción.
Agradecimientos
Este trabajo ha sido financiado mediante el proyecto MAT2000-1361-C04-03 de la Comisión
Interministerial de Ciencia y Tecnología (CICYT).
Bibliografia
[1] P. V. Ezhov, T. N. Smirnova and E. A. Tikhonov, Tech. Phys 45 (2000) 74
[2] S. Blaya, L. Carretero, R. Madrigal, A. Fimia, Appl. Phys. B 74, (2002) 603