CN104076620A - 一种体全息光栅的一步曝光装置及方法 - Google Patents
一种体全息光栅的一步曝光装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104076620A CN104076620A CN201410326863.8A CN201410326863A CN104076620A CN 104076620 A CN104076620 A CN 104076620A CN 201410326863 A CN201410326863 A CN 201410326863A CN 104076620 A CN104076620 A CN 104076620A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- light
- grating
- sensitive material
- holographic
- exposure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
本发明公开一种体全息光栅的一步曝光装置及方法。该装置的光路为：镭射发射器(1)所发射的一束镭射光由分光器(2)分为三束或多束分光路，并分别通过各分光路的一个或多个反射镜(4)同时对体全息感光物质(5)进行曝光。所述镭射发射器(1)发射波长为λ的镭射光经过所述的多个分光器(2)分为的多束光束形成多束分光路，分别被多个反射镜(4)反射，通过对所述多个反射镜(4)反射角度的调制实现多路光束方向调制，以设定的多个方向同时射入所述体全息感光物质(5)从而使体全息感光物质(5)曝光，在其中形成立体光栅。只需一次曝光过程，所形成体全息光栅可以实现对入射光的波长和衍射角度的特定选择性。
Description
技术领域
本发明涉及一种体全息光栅的一步曝光方法。
背景技术
按照结构分类，光栅作为一种重要的光学器件，可分为平面光栅和体全息光栅两种，这主要是根据记录在介质中的光栅厚度与记录的干涉条纹间距相比较而言的。当两相干光束在介质内相互作用，形成三维光栅状全息图，便将其称之为体全息光栅。相比而来，体全息光栅制备，理论分析都较平面光栅更加复杂，但由于体全息光栅因衍射效率高、并且对入射角度以及入射光波长由更高高的敏感性，在理论技术制备工艺，感光材料不断发展的条件下已经成为未来应用发展的一个重点。
体全息光栅的刻写一般使用紫外曝光，即通过两束激光照射并相互干涉以后形成干涉条纹，将感光材料放置在干涉条纹的位置，使得材料特性发生周期性变化，再经过一系列工艺处理，形成折射率永久调制的体全息光栅。紫外曝光的过程决定了体全息布拉格光栅的空间频率和布拉格角，从而最终决定了光栅的最终特性。
现有的对于体全息光栅进行紫外曝光的方法一般是采用马赫-曾德干涉法，就是将一束紫外激光分成等光强的两束，然后再使两束激光在空间重叠后干涉，从而形成干涉条纹。通过调整两束光的夹角来改变干涉条纹的空间频率，通过调整光栅材料放置的角度来改变光栅主平面法相角度。但是使用这种方法在同一时间只形成一种选择性结构的立体光栅，即形成的光栅仅对一种入射波长和入射角 发生高效率的衍射效应。随着新的应用需求以及新曝光材料的研制，体全息光栅技术向着复合光栅，即可同时对多个特定入射角度和波长的光同时发生高效率的衍射作用。一般来说，现有方式多使用分层体全息技术，即制备对不同入射角度和波长发生高效衍射的体光栅并且叠加在一起形成层状结构。或者根据布拉格匹配理论，不断改变相干光束之间的角度，在一个体全息经过多次曝光形成复合型体光栅。以上两种制备方式，都需要多次曝光过程，设计复杂成本较高。
本发明一种体全息光栅的一步曝光制备方法，即通过多束相干光束在同一时间入射体全息曝光材料，通过对所述入射的多束光线两两之间夹角的调制在所述体全息感光物质中生成不同的立体光栅。同时，在曝光过程中，通过理论控制所形成光栅主平面法线方向，从而得到特定方向性的立体光栅。本方法在调整光束之间夹角后经过一次曝光便可制备所需的可复用体全息材料，可方便的通过调整少量参数，得到所需的体全息光栅。
发明内容
技术问题： 本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种体全息光栅的一步曝光装置及方法。
技术方案： 本发明的一种体全息光栅的一步制备方法所使用特定光路结构主要由一定波长的镭射发射器，以及多个分光器，扩束器以及反射镜组成。设计光路使镭射发射器所发射的特定波长的一束镭射光分为三束同时对体全息感光物质进行曝光。
所述一定波长的镭射发射器发射一定波长的镭射光被所述的多个分光器分为多束光束。每束光束随后通过所述扩束器以一定角度入射所述反射镜之后射入体全息感光物质对其进行曝光。
所述镭射发射器发射一定波长的镭射光经过所述的多个分光器分为的多束光束被反射镜反射，通过对所述多个反射镜反射角度的调制实现多路光束方向调制，以特定的多个方向同时射入体全息感光物质从而是体全息感光物质曝光，在其中形成立体光栅。所述的射入体全息感光物质的多路光束在空间上多角度射入，不仅限于同一平面。
所述体全息感光物质中形成的立体光栅由所述入射体全息感光物质多束光线的两两之间夹角以及所述镭射发射器发射确定波长的镭射光波长决定，通过对所述入射体全息感光物质多束光线的两两之间夹角的调制在所述体全息感光物质中生成不同的立体光栅。同时，在曝光过程中，通过理论控制所形成光栅主平面法线方向，从而得到特定方向性的立体光栅。
所述体全息感光物质中生成的不同的立体光栅在曝光定型后，对特定波长以及特定入射角度具有一定的选择性，即在曝光制作完成后使用过程中，所述全息感光物质中所制成光栅对特定入射角度和波长的光同时发生特定的衍射作用。
体全息感光物质中立体光栅的制备应针对应用场景，即根据所需被衍射的不同波长和入射角以及所使用的所述镭射光的一定波长，根据体全息光栅理论推导出对应的制备过程中的多束光线之间的两两夹角，即：
。
有益效果：本发明针对复合型体全息光栅提出一种体全息光栅的一步曝光方法，即通过多束相干光束在同一时间入射体全息曝光材料，通过对所述入射的多束光线两两之间夹角的调制在所述体全息感光物质中生成不同的立体光栅。同时，在曝光过程中，通过理论控制所形成光栅主平面法线方向，从而得到特定方向性的立体光栅。本方法在调整光束之间夹角后经过一次曝光便可制备所需的可复用体全息材料，可方便的通过调整少量参数，得到所需的体全息光栅。相比于分层型体光栅结构或者多次曝光方法来制备复合型体全息光栅，本发明只需要一次曝光，光路设计简单，成本较低，秩序控制少量参量，利用理论计算便可以得到所需的可对多种特定入射角度波长发生高效率衍射的体全息光栅。
附图说明
图1一步曝光制备装置光路结构示意图。
图2多束光同时入射体全息曝光材料进行曝光制备示意图。
图3基于波长与角度选择性复用过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，该装置包括镭射发射器1、以及多个分光器2、扩束器3和反射镜4；其光路为：镭射发射器1所发射的一束镭射光由分光器2分为三束或多束分光路，并分别通过各分光路的一个或多个反射镜4同时对体全息感光物质5进行曝光。
所述一定波长的镭射发射器1发射一定波长的镭射光被所述的多个分光器2分为多束光束。每束光束随后通过所述扩束器3以一定角度入射所述反射镜4之后射入体全息感光物质对其进行曝光。
所述镭射发射器1发射一定波长的镭射光经过所述的多个分光器2分为的多束光束被反射镜4反射，通过对所述多个反射镜4反射角度的调制实现多路光束方向调制，以特定的多个方向同时射入所述体全息感光物质5从而是体全息感光物质5曝光，在其中形成立体光栅。所述的射入体全息感光物质5的多路光束在空间上多角度射入，不仅限于同一平面。
如图2所示，所述体全息感光物质5中形成的立体光栅由所述入射体全息感光物质5多束光线的两两之间夹角以及所述的一定波长的镭射光波长决定。通过对所述入射体全息感光物质5多束光线的两两之间夹角的调制在所述体全息感光物质5中生成不同的立体光栅。同时，在曝光过程中，通过理论控制所形成光栅主平面法线方向，从而得到特定方向性的立体光栅。
如图3所示，所述体全息感光物质5中生成的不同的立体光栅在曝光定型后，对特定波长以及特定入射角度具有一定的选择性，即在曝光制作完成后使用过程中，所述全息感光物质5中所制成光栅对特定入射角度和波长的光同时发生特定的衍射作用。
体全息感光物质5中立体光栅的制备应针对应用场景，即根据所需被衍射的不同波长和入射角以及所使用的所述镭射光的一定波长根据体全息光栅理论推导出对应的制备过程中的多束光线之间的两两夹
角，即
。
Claims (6)
1.一种体全息光栅的一步曝光装置，其特征在于该装置包括镭射发射器（1）、以及多个分光器（2）、扩束器（3）和反射镜（4）；其光路为：镭射发射器（1）所发射的一束镭射光由分光器（2）分为三束或多束分光路，并分别通过各分光路的一个或多个反射镜（4）同时对体全息感光物质（5）进行曝光。
2.一种如权利要求1所述的体全息光栅的一步曝光装置的曝光方法，其特征在于所述镭射发射器（1）发射波长为λ的镭射光经过所述的多个分光器（2）分为的多束光束形成多束分光路，分别被多个反射镜（4）反射，通过对所述多个反射镜（4）反射角度的调制实现多路光束方向调制，以设定的多个方向同时射入所述体全息感光物质（5）从而使体全息感光物质（5）曝光，在其中形成立体光栅。
3.根据权利要求2所述的体全息光栅的一步曝光装置的曝光方法，其特征在于所述的射入体全息感光物质（5）的多路光束在空间上多角度射入，不仅限于同一平面。
4.根据权利要求2所述的体全息光栅的一步曝光装置的曝光方法，其特征在于所述体全息感光物质（5）中，形成的立体光栅 由所述入射体全息感光物质（5）的多束光线的两两之间夹角以及所述镭射发射器（1）发射所确定波长的镭射光波长决定，即符合多束光的干涉规律；通过对所述入射体全息感光物质（5）多束光线的两两之间夹角 的调制在所述体全息感光物质（5）中生成不同的立体光栅；同时，在曝光过程中，通过理论控制所形成光栅主平面法线方向 ，从而得到特定方向性的立体光栅。
5.根据权利要求2所述的体全息光栅的一步曝光装置的曝光方法，其特征在于所述体全息感光物质（5）中，生成的多个立体光栅在曝光定型后，对特定波长以及特定入射角度具有选择性，即在曝光制作完成后使用过程中，所述体全息感光物质（5）中的立体光栅对特定入射角度和波长的光同时发生衍射作用。
6.根据权利要求4或5所述的体全息光栅的一步曝光装置的曝光方法，其特征在于所述体全息感光物质（5）中，立体光栅的制备应针对应用场景，即根据所需被衍射的不同波长和入射角以及所使用的所述镭射光的波长根据体全息光栅理论推导出对应的制备过程中的多束光线之间的两两夹角，即：
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410326863.8A CN104076620A (zh) | 2014-07-09 | 2014-07-09 | 一种体全息光栅的一步曝光装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410326863.8A CN104076620A (zh) | 2014-07-09 | 2014-07-09 | 一种体全息光栅的一步曝光装置及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104076620A true CN104076620A (zh) | 2014-10-01 |
Family
ID=51597978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410326863.8A Pending CN104076620A (zh) | 2014-07-09 | 2014-07-09 | 一种体全息光栅的一步曝光装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104076620A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107861360A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-03-30 | 清华大学 | 基于多角度光照复用的单曝光无镜头成像系统及方法 |
| CN108646331A (zh) * | 2018-05-07 | 2018-10-12 | 浙江大学 | 一种使用自由曲面透镜的渐变体全息光栅的曝光方法及曝光平台 |
| RU2745540C1 (ru) * | 2020-08-25 | 2021-03-26 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Устройство дополненной реальности на основе волноводов со структурой голографических дифракционных решеток, устройство записи структуры голографических дифракционных решеток |
| US11835922B2 (en) | 2020-08-25 | 2023-12-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Augmented reality device based on waveguide with holographic diffractive grating structure and apparatus for recording the holographic diffractive grating structure |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1828344A (zh) * | 2006-04-06 | 2006-09-06 | 上海交通大学 | 变频率光栅应变花的制作方法 |
-
2014
- 2014-07-09 CN CN201410326863.8A patent/CN104076620A/zh active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1828344A (zh) * | 2006-04-06 | 2006-09-06 | 上海交通大学 | 变频率光栅应变花的制作方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107861360A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-03-30 | 清华大学 | 基于多角度光照复用的单曝光无镜头成像系统及方法 |
| CN107861360B (zh) * | 2017-12-20 | 2020-01-10 | 清华大学 | 基于多角度光照复用的单曝光无镜头成像系统及方法 |
| CN108646331A (zh) * | 2018-05-07 | 2018-10-12 | 浙江大学 | 一种使用自由曲面透镜的渐变体全息光栅的曝光方法及曝光平台 |
| CN108646331B (zh) * | 2018-05-07 | 2020-01-14 | 浙江大学 | 一种使用自由曲面透镜的渐变体全息光栅的曝光方法及曝光平台 |
| RU2745540C1 (ru) * | 2020-08-25 | 2021-03-26 | Самсунг Электроникс Ко., Лтд. | Устройство дополненной реальности на основе волноводов со структурой голографических дифракционных решеток, устройство записи структуры голографических дифракционных решеток |
| US11835922B2 (en) | 2020-08-25 | 2023-12-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Augmented reality device based on waveguide with holographic diffractive grating structure and apparatus for recording the holographic diffractive grating structure |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103765329B (zh) | 用于薄体光栅堆栈的层状生成的方法和装置以及用于全息显示器的光束组合器 | |
| CN103995354B (zh) | 基于全息衍射光学元件的消色差的波导显示系统 | |
| CN104076620A (zh) | 一种体全息光栅的一步曝光装置及方法 | |
| CN104121996A (zh) | 一种测量涡旋光束高阶拓扑荷的测量装置 | |
| JP6308594B2 (ja) | デジタルホログラフィ装置およびデジタルホログラフィ方法 | |
| JP2002513166A (ja) | セグメント化された複合回折格子 | |
| CN102902002B (zh) | 一种反射式体全息布拉格光栅紫外曝光的方法 | |
| CN203825374U (zh) | 基于反射型体全息光栅的光路实验装置 | |
| CN104614869A (zh) | 一种基于三次曝光技术消色差的系统及其实现方法 | |
| CN104483810A (zh) | 采用全息技术的3d投影系统 | |
| CN101866141B (zh) | 大折射率调制度的斜条纹全息波导器件制作方法 | |
| JP2011075658A (ja) | ホログラフィック光学素子およびホログラフィック光学素子の製造方法 | |
| CN103913982A (zh) | 激光全息防伪图标制造方法 | |
| US11714382B2 (en) | Fabrication and replication of volume holographic optical elements | |
| CN105467609B (zh) | 一种基于沃拉斯顿棱镜的空间角分复用全息术的参考光分束方法及其专用装置 | |
| KR20140027812A (ko) | 위상 마스크 및 이를 채용한 홀로그램 기록 장치 | |
| JPS638443B2 (zh) | ||
| KR20130018473A (ko) | 마이크로 홀로그램 기록 장치 및 방법 | |
| CN104280892A (zh) | 利用双透射式全息光栅消色差系统及方法 | |
| RU2508567C1 (ru) | Оптическое устройство с фурье преобразующими оптическими элементами для одношаговой записи нескольких микроголограмм с использованием призменных систем | |
| CN205405071U (zh) | 一种全息成像系统 | |
| CN203365934U (zh) | 角度复用双重彩虹全息记录装置 | |
| CN104614969A (zh) | 任意结构衍射光学元件的制作系统及方法 | |
| KR102630028B1 (ko) | 홀로그래픽 프린팅 시스템 및 이를 이용한 홀로그래픽 프린팅 방법 | |
| CN104614868A (zh) | 一种基于全息光栅消色差的系统及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20141001 |