RU2389048C2 - Способ получения на листовом материале дифракционной решетки из монокристаллов металлов, их сплавов, полупроводников и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ получения на листовом материале дифракционной решетки из монокристаллов металлов, их сплавов, полупроводников и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2389048C2 RU2389048C2 RU2008102759/28A RU2008102759A RU2389048C2 RU 2389048 C2 RU2389048 C2 RU 2389048C2 RU 2008102759/28 A RU2008102759/28 A RU 2008102759/28A RU 2008102759 A RU2008102759 A RU 2008102759A RU 2389048 C2 RU2389048 C2 RU 2389048C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sheet material
- materials
- lines
- single crystals
- solution
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1847—Manufacturing methods
- G02B5/1852—Manufacturing methods using mechanical means, e.g. ruling with diamond tool, moulding
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/02—Elements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/52—Alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B7/00—Single-crystal growth from solutions using solvents which are liquid at normal temperature, e.g. aqueous solutions
- C30B7/14—Single-crystal growth from solutions using solvents which are liquid at normal temperature, e.g. aqueous solutions the crystallising materials being formed by chemical reactions in the solution
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
Изобретение относится к средствам для специальных видов печати, позволяющим получать на листовом материале защитные изображения. Способ получения на листовом материале дифракционной решетки из монокристаллов металлов, их сплавов, полупроводников заключается в том, что на листовой материал наносят раствор соли кристаллизуемых материалов, пропитывают листовой материал этим раствором и воздействуют на этот материал импульсами лазерного излучения, в течение которых на листовом материале создается интерференционная картина из линий. При этом монокристаллы выращивают вдоль этих линий и из их совокупности образуют дифракционную решетку. Кроме того, в устройстве, осуществляющем данный способ, обеспечивается создание на находящемся в естественной среде листовом материале дифракционной решетки из монокристаллов металлов, их сплавов, полупроводников. Заявленное техническое решение направлено на создание на листовом материале (банкноте) надежной защиты от подделки, идентифицируемой в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасных частях спектра. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к средствам для специальных видов печати, позволяющим получать на листовом материале защитные изображения из монокристаллов различных материалов в виде дифракционных решеток, идентифицируемых в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной частях спектра, а также для практического использования этих решеток в электронике и оптике.
Предшествующий уровень техники
Известен способ получения на листовом материале защитного изображения из монокристаллов различных материалов, заключающийся в том, что на листовой материал наносят раствор соли кристаллизуемых материалов, пропитывают листовой материал этим раствором, воздействуют на заданные точки листового материала импульсами лазерного излучения и выращивают монокристаллы этих материалов в указанных точках (см. патент РФ №2267408, кл. B44F 1/00).
Известный способ в естественных условиях и с помощью простых технических средств обеспечивает нанесение на листовой материал оригинального защитного изображения из монокристаллов различных материалов. Однако просмотр этого изображения возможен лишь в проходящем через листовой материал свете, что не всегда удобно пользователю. В отраженном свете углубленное в листовой материал изображение из отдельных изолированных одна от другой точек плохо различимо.
Известен также способ получения монокристаллов материала на кристаллической подложке, заключающийся в том, что ее помещают в камеру-реактор, заполняют камеру активным газом, лазерным лучом из газовой фазы осаждают подлежащий кристаллизации материал на подложку и образуют на ней пленку. Затем с помощью двух лазерных лучей создают на этой пленке интерференционную картину из линий, период которых равен периоду кристаллической решетки кристаллизуемого материала, и производят его кристаллизацию, образуя на подложке пленку монокристаллического состава (см. патент РФ №2098886, кл.6 Н01L 21/268).
Применение известного способа для создания защитного изображения на листовом материале из монокристаллов различных материалов затруднительно не только из-за жестких ограничений, накладываемых на взаимосвязь между периодами интерференционной картины и кристаллической решетки кристаллизуемых материалов. Этим способом можно создать сплошную пленку монокристаллического состава, но невозможно обеспечить выращивание монокристаллов материала только вдоль линий интерференционной картины, что необходимо для создания оригинального защитного изображения. Кроме того, реализация этого способа требует использования сложного технического оборудования, камеры-реактора, через которую в условиях реального печатного производства практически невозможно пропускать листовой материал и совершать над ним описанные выше операции, в том числе формировать на листовом материале через окна камеры-реактора интерференционные картины.
Раскрытие изобретения
В основу изобретения положена задача создания таких способов получения на листовом материале дифракционной решетки из монокристаллов металлов, их сплавов и полупроводников и устройства для его осуществления, которые позволили бы создавать на листовом материале оригинальное, не воспроизводимое никаким другим способом защитное изображение.
Поставленная задача решается тем, что в способе получения на листовом материале дифракционной решетки из монокристаллов металлов, их сплавов и полупроводников, заключающемся в том, что на листовой материал наносят раствор соли кристаллизуемых материалов, пропитывают листовой материал этим раствором, воздействуют на заданные точки листового материала импульсами лазерного излучения и выращивают монокристаллы этих материалов в указанных точках, в соответствии с изобретением на листовом материале создают интерференционную картину из линий, период которых не зависит от периодов кристаллических решеток кристаллизуемых материалов, выращивают монокристаллы материалов вдоль этих линий и из их совокупности образуют дифракционную решетку.
При таком способе получения на листовом материале дифракционной решетки исключается возможность кристаллизации материалов за пределами интерференционных линий и обеспечивается создание дифракционной решетки из монокристаллов материалов в течение длительности импульса лазерного излучения, взаимодействующего по интерференционным линиям с раствором солей кристаллизуемых материалов.
Целесообразно, что на листовом материале устанавливают период линий интерференционной картины в диапазонах 0,2 мкм - 0,3 мкм; 0,4 мкм - 0,7 мкм; 0,7 мкм - 1,0 мкм и образуют дифракционные решетки соответственно для ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной частей спектра.
При таком способе получения на листовом материале дифракционной решетки обеспечивается возможность создавать на нем комплекс защитных изображений.
Целесообразно, что образуют по линиям интерференционной картины углубления в листовом материале и выращивают монокристаллы материалов в этих углублениях.
При таком способе получения на листовом материале дифракционной решетки обеспечивается ее долговечность за счет защиты от истирания.
Поставленная задача решается также тем, что в устройстве для получения на листовом материале дифракционной решетки из монокристаллов металлов, их сплавов и полупроводников, содержащем средство для нанесения на листовой материал раствора соли кристаллизуемых материалов и средство для выделения из раствора и кристаллизации материалов, в соответствии с изобретением средство для выделения из раствора и кристаллизации материалов выполнено в виде генератора двух лазерных лучей, взаимодействие которых между собой вызывает создание на листовом материале интерференционной картины из линий с периодом, не зависящим от периодов кристаллических решеток кристаллизуемых материалов, а взаимодействие лучей с листовым материалом по линиям интерференционной картины вызывает выращивание по этим линиям монокристаллов материалов из раствора их солей.
При таком выполнении устройства за время длительности импульса взаимодействующих между собой лазерных лучей обеспечивается создание на находящемся в естественной среде листовом материале дифракционной решетки из монокристаллов металлов, их сплавов и полупроводников, создающей на листовом материале новое, не воспроизводимое никаким другим устройством защитное изображение.
Краткое описание чертежей
В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретных, но не ограничивающих настоящее изобретение вариантов осуществления и прилагаемыми чертежами, на которых:
Фиг.1 иллюстрирует предлагаемый способ получения на листовом материале дифракционной решетки;
Фиг.2 иллюстрирует общий вид устройства для получения на листовом материале дифракционной решетки.
Лучшие варианты осуществления изобретения
Предлагаемый способ получения на листовом материале дифракционной решетки из монокристаллов металлов, их сплавов и полупроводников осуществляется следующим образом.
На листовой материал А (фиг.1) наносят раствор В, содержащий соли одного или нескольких металлов или соли полупроводников. Пропитывают этим раствором листовой материал А и направляют на него лазерные лучи D и Е, взаимодействующие между собой таким образом, что на листовом материале возникнет интерференционная картина С. Эта картина состоит, например, из параллельных линий с периодом, не находящимся в какой-либо определенной взаимосвязи с периодом кристаллических решеток материалов, находящихся в растворе и подлежащих кристаллизации. Импульсное воздействие на листовой материал взаимодействующих между собой лазерных лучей D и Е происходит по линиям F интерференционной картины. За время длительности импульса по линиям интерференционной картины происходит взаимодействие лазерного излучения с раствором, которым пропитан листовой материал.
При этом в каждой точке этих линий возникает низкотемпературная плазма, создающая в области своего существования газообразную среду, в которой происходит восстановление введенного в раствор материала до чистого материала в результате его кристаллизации на жидкой подложке по мере остывания плазмы.
Как следствие описанного процесса, по линиям интерференционной картины F образуется дифракционная решетка G из монокристаллов металлов, их сплавов и полупроводников. При достаточной мощности импульса лазерного излучения описанный процесс будет совмещен с процессом выжигания поверхностного слоя листового материала вдоль линий интерференционной картины, в результате чего выращивание монокристаллов металлов, их сплавов и полупроводников произойдет в образовавшихся вдоль этих линий углублениях. Кристаллизация введенных в раствор материалов не будет происходить за пределами линий интерференционной картины из-за малой длительности импульса лазерного излучения (порядка 10 нс), т.к. при столь коротком импульсе исключено распространение тепла за пределы этих линий.
Предлагаемое устройство для получения на листовом материале дифракционной решетки из монокристаллов металлов, их сплавов и полупроводников содержит средство 1 для нанесения на листовой материал 2 раствора соли кристаллизуемых материалов и средство 3 для выделения из раствора и кристаллизации этих материалов.
Средство 1 для нанесения на листовой материал 2 раствора соли кристаллизуемых материалов содержит емкость 4 с раствором и приспособление 5 для пропитки листового материала 2 этим раствором, включающее ряд приводных (на фиг. не показано) роликов 6 для перенесения раствора из емкости на листовой материал.
Средство 3 для выделения из раствора и кристаллизации материалов содержит генератор 7 двух лазерных лучей 8 и 9, направленных с возможностью взаимодействия между собой и оптической системой 10, переносящей результат этого взаимодействия в виде интерференционной картины 11 на листовой материал 2.
При этом период линий интерференционной картины не находится в какой-либо определенной взаимосвязи с периодом кристаллических решеток материалов, находящихся в растворе и подлежащих кристаллизации.
Листовой материал 2 перемещается по технологическим позициям его обработки транспортером 12.
Предлагаемое устройство для получения на листовом материале дифракционной решетки из монокристаллов металлов, их сплавов и полупроводников работает следующим образом.
При движении листового материала 2 на транспортере 12 на него роликами 6 наносится раствор, содержащий либо соли одного или нескольких металлов, либо соли полупроводников. Затем листовой материал 2 перемещается на позицию формирования на нем дифракционной решетки.
На этой позиции в результате импульсного взаимодействия между собой лазерных лучей 8 и 9 генератора 7, направленных через оптическую систему 10 на листовой материал 2, на заданном его участке возникает интерференционная картина 11, по линиям которой лазерный луч взаимодействует с раствором, пропитавшим этот материал.
В результате этого взаимодействия за время длительности лазерного импульса (порядка 10 нс) по линиям интерференционной картины 11 происходит восстановление введенного в раствор материала до чистого материала в результате его кристаллизации на жидкой подложке, а совокупность выращенных вдоль этих линий монокристаллов образует на листовом материале дифракционную решетку 13.
Промышленная применимость
Способ получения на листовом материале дифракционной решетки из монокристаллов металлов, их сплавов, полупроводников и устройство для его осуществления позволяют создать на листовом материале (банкноте) надежную защиту от подделки, идентифицируемую в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной частях спектра.
При поворотах листового материала с нанесенной на него дифракционной решеткой для видимой части спектра отраженный от решетки свет будет переливаться от фиолетового до красного цвета и наоборот.
Предлагаемый способ и устройство для его осуществления могут быть также использованы в электронике и оптике для изготовления на листовом материале дифракционных решеток.
Claims (4)
1. Способ получения на листовом материале дифракционной решетки из монокристаллов металлов, их сплавов и полупроводников, заключающийся в том, что на листовой материал наносят раствор соли кристаллизуемых материалов, пропитывают листовой материал этим раствором, воздействуют на заданные точки листового материала импульсами лазерного излучения и выращивают монокристаллы этих материалов в указанных точках, отличающийся тем, что на листовом материале создают интерференционную картину из линий, период которых не зависит от периодов кристаллических решеток кристаллизуемых материалов, выращивают монокристаллы материалов вдоль этих линий и из их совокупности образуют дифракционную решетку.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на листовом материале устанавливают период линий интерференционной картины в диапазонах 0,2-0,3 мкм; 0,4-0,7 мкм; 0,7-1,0 мкм и образуют дифракционные решетки соответственно для ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной частей спектра.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что образуют по линиям интерференционной картины углубления в листовом материале и выращивают монокристаллы материалов в этих углублениях.
4. Устройство для получения на листовом материале дифракционной решетки из монокристаллов металлов, их сплавов и полупроводников, содержащее средство для нанесения на листовой материал раствора соли кристаллизуемых материалов и средство для выделения из раствора и кристаллизации материалов, отличающееся тем, что средство для выделения из раствора и кристаллизации материалов выполнено в виде генератора двух лазерных лучей, взаимодействие которых между собой вызывает создание на листовом материале интерференционной картины из линий с периодом, не зависящим от периодов кристаллических решеток кристаллизуемых материалов, а взаимодействие лучей с листовым материалом по линиям интерференционной картины вызывает выращивание по этим линиям монокристаллов материалов из раствора их солей.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008102759/28A RU2389048C2 (ru) | 2008-01-29 | 2008-01-29 | Способ получения на листовом материале дифракционной решетки из монокристаллов металлов, их сплавов, полупроводников и устройство для его осуществления |
| PCT/RU2008/000818 WO2009096813A1 (fr) | 2008-01-29 | 2008-12-30 | Procédé pour obtenir à partir de monocristaux de métaux, de leurs alliages, de semi-conducteurs une grille de diffraction sur un matériau en feuille et dispositif correspondant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008102759/28A RU2389048C2 (ru) | 2008-01-29 | 2008-01-29 | Способ получения на листовом материале дифракционной решетки из монокристаллов металлов, их сплавов, полупроводников и устройство для его осуществления |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008102759A RU2008102759A (ru) | 2009-08-10 |
| RU2389048C2 true RU2389048C2 (ru) | 2010-05-10 |
Family
ID=40913010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008102759/28A RU2389048C2 (ru) | 2008-01-29 | 2008-01-29 | Способ получения на листовом материале дифракционной решетки из монокристаллов металлов, их сплавов, полупроводников и устройство для его осуществления |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2389048C2 (ru) |
| WO (1) | WO2009096813A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2462366C1 (ru) * | 2011-05-24 | 2012-09-27 | Сергей Николаевич Максимовский | Способ создания изображения из монокристаллов в теле листового невпитывающего материала |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60176001A (ja) * | 1984-02-22 | 1985-09-10 | Ricoh Co Ltd | ホログラム回折格子の製造方法 |
| SU1287086A1 (ru) * | 1985-04-17 | 1987-01-30 | Институт Общей Физики Ан Ссср | Дифракционна решетка и способ ее изготовлени |
| UA36209C2 (ru) * | 1999-11-17 | 2003-01-15 | Інститут Фізики Напівпровідників Національної Академії Наук України | Способ создания голографической дифракционной решетки |
| RU2267408C2 (ru) * | 2004-02-02 | 2006-01-10 | Сергей Николаевич Максимовский | Способ получения металлизированного изображения на листовом материале и устройство для его осуществления |
-
2008
- 2008-01-29 RU RU2008102759/28A patent/RU2389048C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2008-12-30 WO PCT/RU2008/000818 patent/WO2009096813A1/ru active Application Filing
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2462366C1 (ru) * | 2011-05-24 | 2012-09-27 | Сергей Николаевич Максимовский | Способ создания изображения из монокристаллов в теле листового невпитывающего материала |
| WO2012161621A2 (ru) * | 2011-05-24 | 2012-11-29 | Maximovsky Sergei Nikolaevich | Способ создания изображения из монокристаллов металлов в теле листового невпитывающего материала |
| WO2012161621A3 (ru) * | 2011-05-24 | 2013-03-14 | Maximovsky Sergei Nikolaevich | Способ создания изображения из монокристаллов металлов |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008102759A (ru) | 2009-08-10 |
| WO2009096813A1 (fr) | 2009-08-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4124396B2 (ja) | ホログラムの製造方法および装置 | |
| Parasyuk et al. | Crystal growth, electron structure and photo induced optical changes in novel AgxGaxGe1− xSe2 (x= 0.333, 0.250, 0.200, 0.167) crystals | |
| Guérin et al. | Capturing one-dimensional precursors of a photoinduced transformation in a material | |
| Gurevich | Self-organized nanopatterns in thin layers of superheated liquid metals | |
| JP2008294186A (ja) | 結晶化装置および結晶化方法 | |
| RU2389048C2 (ru) | Способ получения на листовом материале дифракционной решетки из монокристаллов металлов, их сплавов, полупроводников и устройство для его осуществления | |
| Kolesnikov et al. | Modern aspects of bulk crystal and thin film preparation | |
| KR100913618B1 (ko) | 결정화 장치 및 결정화 방법 | |
| Han et al. | Ultrafast temporal-spatial dynamics of amorphous-to-crystalline phase transition in Ge2Sb2Te5 thin film triggered by multiple femtosecond laser pulses irradiation | |
| WO2007126725A2 (en) | Systems and methods of combinatorial synthesis | |
| KR20050057166A (ko) | 레이저 가공 방법 및 레이저 가공 장치 | |
| US20080032237A1 (en) | Method for Producing Photonic Crystals | |
| JPS623089A (ja) | 半導体製造装置 | |
| RU2462366C1 (ru) | Способ создания изображения из монокристаллов в теле листового невпитывающего материала | |
| Palatnikov et al. | Formation of ordered defect structures in lithium niobate crystals of different chemical composition at non-equilibrium processes of different nature | |
| RU2279400C2 (ru) | Способ образования наноразмерных кластеров и создания из них упорядоченных структур | |
| KR100899796B1 (ko) | 레이저 빔패턴 마스크 | |
| EP1990441A1 (en) | Method and apparatus for registering diffractive optical structures | |
| RU2532154C1 (ru) | Способ создания в теле листового материала изображения из кристаллов различных материалов, видимого невооруженным глазом в проходящем и отраженном свете | |
| Sava et al. | EFFECT OF THERMAL ANNEALING ON THE STRUCTURAL AND OPTICAL PROPERTIES OF Ag/As2S3 MULTILAYERS♣ | |
| JPH0343770B2 (ru) | ||
| Shul’pina et al. | Heat effect of pulsed laser radiation on the real structure of CdTe single crystals | |
| RU2497230C1 (ru) | Способ создания многослойной наноструктуры | |
| KR102345627B1 (ko) | 광학이성질체의 선택적 결정화가 가능한 레이저를 이용한 결정화 장치, 그를 이용한 결정화 및 관측방법 | |
| Lyubin et al. | Investigation of chalcogenide glassy semiconductors in the Ben-Gurion University (Israel) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180130 |