CN1373397A - 一步法制造消像散的体全息元件 - Google Patents

Abstract

一步法制造消像散的体全息元件,确定全息元件纪录和再现波长;计算波长的激光在纪录介质中的波长;给定物光、再现光、再现参考光及纪录参考光四个角度值;计算另一个角度值:利用斯涅尔公式将光波在介质中的角度换算为空气中的角度作为全息纪录中光路的实验值。使用常规离轴全息术进行全息元件的纪录。本技术可一次纪录完成体全息元件的制造。不产生的像散。工艺简单,成本低,误差小,适于制造任何特别是大规模及复杂全息元件。

Description

一步法制造消像散的体全息元件

本发明属于制造消像散的体全息元件，特别涉及一种一步法制造消像散的体全息元件。

目前使用一般常规方法制造的全息元件可因纪录与再现波长不同，在再现时产生像散。现有的消除此类像散的方法一般采用预补偿法。需要通过使用不同波长的激光和对激光敏感光波段不同的纪录材料，进行两次以上的纪录和再现，来实现对再现中像散的预补偿。此方法复杂，困难，并且由于中间步骤较多而不适于应用于制造大规模或复杂的全息元件。

本发明的目的是提供一种一步法制造消像散的体全息元件，克服现有元件的缺点和不足。

本发明的目的是这样实现的：

技术细节：1)确定全息元件在空气中的纪录波长和再现波长；2)计算上述波长的激光在纪录介质中的波长：3)查阅纪录介质中以上两种波长的折射率；4)给定物光、再现光、再现参考光及纪录参考光四个角度值中的三个；5)使用下面的公式计算另一个角度值：

消像散公式：

               sinθ₀/sinθ₃ ＝1

全息方程： ${\sin \mathrm{\θ}}_3={\sin \mathrm{\θ}}_2+\frac{{\mathrm{\λ}}_2}{{\mathrm{\λ}}_1}({\sin \mathrm{\θ}}_1-{\sin \mathrm{\θ}}_0)---\left(2\right)$

布喇格方程： 其中：λ₁，λ₂分别代表纪录和再现光在介质中的波长，θ_i(i＝1 to 4)分别为物光、纪录参考光、再现参考光及再现光在介质中的角度值。5)根据解方程组得到的两个可能解，按实验的具体要求，选择其中一个解在实验中使用；6)利用斯涅尔公式将光波在介质中的角度换算为空气中的角度作为全息纪录中光路的实验值。7)使用常规离轴全息术进行全息元件的纪录8)使用设计的波长对全息元件进行物色散全息再现

本发明的优点是：本技术根据纪录和再现光的不同波长，计算出消像散的纪录和再现光束的角度，可仅通过一次纪录完成体全息元件的制造。使用与原设计的波长相同的再现光对该全息元件进行再现时，不会出现因纪录和再现光波长不同而产生的像散。

本发明的特点：使用本发明纪录全息元件时，只需根据纪录和再现光的不同波长，计算出消像散的纪录和再现光束的角度，即可仅使用一种纪录材料，通过一次纪录，制造消除因纪录和再现光波长不同而产生的像散的体全息元件。工艺简单，成本低，误差小，适用于制造任何全息元件，特别是大规模及复杂的体全息元件。

本发明根据纪录和再现光的不同波长，计算出消像散的纪录和再现光束的角度，可仅通过一次纪录完成体全息元件的制造。使用与原设计的波长相同的再现光对该全息元件进行再现时，不会出现因纪录和再现光波长不同而产生的像散。

应用举例：例如一般半导体光敏器件对红光或近红外光较敏感，但相应的全息元件例如全息透镜，波面修正器，阵列照明器或阵列分束器时，记录材料一般对绿光比较敏感，而对红外光并不敏感，故使纪录与再现光的波长保持一致有时比较困难。使用本专利的元件可不受限制地选取方便的纪录和再现光的波长，只要经计算事先设计好相关的波长和角度，即可应用于任何规模和复杂程度的光路中，此种元件在再现过程中不会出现因纪录和再现波长不同而产生的像散。

Claims (1)

1、一种一步法制造消像散的体全息元件，其特征为：1)确定全息元件在空气中的纪录波长和再现波长；2)计算上述波长的激光在纪录介质中的波长：3)查阅纪录介质中以上两种波长的折射率；4)给定物光、再现光、再现参考光及纪录参考光四个角度值中的三个；5)使用下面的公式计算另一个角度值：

消像散公式：

        sinθ₀/sinθ₃＝1

全息方程： ${\sin \mathrm{\θ}}_3={\sin \mathrm{\θ}}_2+\frac{{\mathrm{\λ}}_2}{{\mathrm{\λ}}_1}({\sin \mathrm{\θ}}_1-{\sin \mathrm{\θ}}_0)---\left(2\right)$

布喇格方程：

其中：λ₁，λ₂分别代表纪录和再现光在介质中的波长，θ_i(i＝1 to 4)分别为物光、纪录参考光、再现参考光及再现光在介质中的角度值；5)根据解方程组得到的两个可能解，按实验的具体要求，选择其中一个解在实验中使用；6)利用斯涅尔公式将光波在介质中的角度换算为空气中的角度作为全息纪录中光路的实验值；7)使用常规离轴全息术进行全息元件的纪录；8)使用设计的波长对全息元件进行物色散全息再现。