DE102020205912A1

DE102020205912A1 - Belichtungsvorrichtung zum Aufnehmen eines Hologramms und Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Belichtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102020205912A1
Application number: DE102020205912.8A
Authority: DE
Inventors: Reinhold Fiess; Johannes Hofmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2020-05-12
Filing date: 2020-05-12
Publication date: 2021-11-18

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Belichtungsvorrichtung (100) zum Aufnehmen eines Hologramms und weist eine Modulationseinheit (105) mit einer ersten Teilmodulationseinheit (110), einer zweiten Teilmodulationseinheit (115) und einen Strahlteiler (120) zum Lenken eines ersten Teilstrahls (125) eines eingestrahlten Laserstrahls (130) und eines zweiten Teilstrahls (135), um durch Aufprägen des auf die erste Teilmodulationseinheit (110) einfallenden Laserstrahls (130) eine Modulation dieses auf die erste Teilmodulationseinheit (110) einfallenden Laserstrahls (130) zu erzeugen, wobei diese Modulation zumindest ein holografisches Teilelement des Hologramms repräsentiert. Die zweite Teilmodulationseinheit (115) ist ausgebildet, um durch Aufprägen des auf die zweite Teilmodulationseinheit (115) einfallenden Laserstrahls (130) eine Modulation dieses auf die zweite Teilmodulationseinheit (115) einfallenden Laserstrahls (130) zu erzeugen, wobei diese Modulation zumindest ein weiteres holografisches Teilelement des Hologramms repräsentiert. Der Strahlteiler (120) ermöglicht ein Kombinieren eines modulierten ersten Teilstrahls (140) und eines modulierten zweiten Teilstrahls (145) zu einem Modulationsstrahl (150). Die Belichtungsvorrichtung (100) weist zumindest eine Verkleinerungseinheit (155) zum Erzeugen eines geänderten Modulationsstrahls (160) auf, der einen kleineren Strahldurchmesser als der Modulationsstrahl (155) aufweist. Die Belichtungsvorrichtung (100) weist zumindest eine Objektiveinheit (165) zum Führen des geänderten Modulationsstrahl (160) auf ein Aufnahmematerial (170) auf, um das Hologramm durch Belichten des Aufnahmematerials (170) mit dem geänderten Modulationsstrahl (160) aufzunehmen.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht von einer Belichtungsvorrichtung zum Aufnehmen eines Hologramms sowie einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Betreiben einer Belichtungsvorrichtung nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.
Durch neu am Markt verfügbare holografische Materialien und die hohe Strahlqualität (Kohärenz) bei gleichzeitig hoher Leistung der Laserquellen erschließen sich zunehmend neue Märkte und Einsatzgebiete für holografisch-optische Elemente, kurz HOE. Mögliche Anwendungsgebiete wie Datenbrillen oder Head-up-Displays werden immer interessanter und könnten durch den Einsatz holografisch-optischer Elemente realisiert oder verbessert werden.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz eine Belichtungsvorrichtung zum Aufnehmen eines Hologramms, weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer Belichtungsvorrichtung und eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
Vorteilhafterweise können durch den hier vorgestellten Ansatz Reflexions- wie auch Transmissionshologramme simultan erzeugt werden.
Es wird eine Belichtungsvorrichtung zum Aufnehmen eines Hologramms vorgestellt, die eine Modulationseinheit, zumindest eine Verkleinerungseinheit und zumindest eine Objektiveinheit aufweist. Die Modulationseinheit umfasst eine erste Teilmodulationseinheit und eine zweite Teilmodulationseinheit sowie einen Strahlteiler. Der Strahlteiler ist dabei ausgebildet, um einen ersten Teilstrahl eines auf die Modulationseinheit eingestrahlten Laserstrahls auf die erste Teilmodulationseinheit zu lenken und um einen zweiten Teilstrahl des Laserstrahl auf die zweite Teilmodulationseinheit zu lenken. Dabei ist die erste Teilmodulationseinheit ausgebildet, um durch Aufprägen des auf die erste Teilmodulationseinheit einfallenden Laserstrahls eine Modulation dieses auf die erste Teilmodulationseinheit einfallenden Laserstrahls zu erzeugen, wobei diese Modulation zumindest ein holografisches Teilelement des Hologramms repräsentiert, Ferner ist die zweite Teilmodulationseinheit ausgebildet, um durch Aufprägen des auf die zweite Teilmodulationseinheit einfallenden Laserstrahls eine Modulation dieses auf die zweite Teilmodulationseinheit einfallenden Laserstrahls zu erzeugen, wobei diese Modulation zumindest ein weiteres holografisches Teilelement des Hologramms repräsentiert. Weiterhin ist der Strahlteiler ausgebildet, um einen von der ersten Teilmodulationseinheit modulierten ersten Teilstrahl und einen von der zweiten Teilmodulationseinheit modulierten zweiten Teilstrahl zu einem Modulationsstrahl zu kombinieren. Die zumindest eine Verkleinerungseinheit ist ausgebildet, um unter Verwendung des Modulationsstrahls einen geänderten Modulationsstrahl zu erzeugen, wobei der geänderte Modulationsstrahl einen kleineren Strahldurchmesser als der Modulationsstrahl aufweist. Die zumindest eine Objektiveinheit ist ausgebildet, um den geänderten Modulationsstrahl auf ein Aufnahmematerial zu lenken oder zu lenken, um das Hologramm durch Belichten des Aufnahmematerials mit dem geänderten Modulationsstrahl aufzunehmen.
Die Belichtungsvorrichtung kann beispielsweise im Zusammenhang mit einer Datenbrille realisiert sein. Unter einer Teilmodulationseinheit kann beispielsweise ein räumlicher Modulator für Licht, auch Spatial Light Modulator (SLM) genannt, der ausgebildet ist, um Informationen bezüglich zumindest einer durch das holografische Element repräsentierten optischen Funktion in den Laserstrahl zu codieren. Unter einem holografischen Element kann ein dreidimensionales Gitterelement des Hologramms, auch Voxel oder Hogel genannt, mit einer bestimmten optischen Funktion verstanden werden. Die Teilmodulationseinheiten können beispielsweise ausgebildet sein, um den jeweiligen Teilstrahl durch Modulation einer Amplitude oder Phase einer Wellenfront des Laserstrahls zu erzeugen. Je nach Ausführungsform kann zumindest eine der Teilmodulationseinheiten elektronisch oder optisch ansteuerbar sein. Das Hologramm kann eine Mehrzahl holografischer Elemente aufweisen, die beispielsweise gitterförmig oder einander überlappend angeordnet sein können und je nach Ausführungsform unterschiedliche optische Funktionen erfüllen können. Beispielsweise kann zumindest eine der Teilmodulationseinheiten ausgebildet sein, um durch entsprechende Modulation des Laserstrahls einen ein rechteckiges oder gaußförmiges holografisches Element repräsentierenden Modulationsstrahl zu erzeugen. Unter einem Hologramm kann beispielsweise ein Reflexions- oder Transmissionshologramm oder ein Wellenleiter verstanden werden. Unter einer Verkleinerungseinheit kann beispielsweise ein optisches System aus einer oder mehreren Linsen zum Verringern eines Strahldurchmessers des Modulationsstrahls verstanden werden. Unter einer Objektiveinheit kann beispielsweise ein dem Aufnahmematerial oder einem Träger zum Halten des Aufnahmematerials direkt vorgeschaltetes Immersionsobjektiv verstanden werden. Dabei können sich die Objektiveinheit und Aufnahmematerial in einem Immersionsmedium mit angepasstem Brechungsindex befinden. Bei dem Aufnahmematerial kann im Allgemeinen eine fotosensitive Schicht verstanden werden, die sich insbesondere zur Herstellung eines holografisch-optischen Elements eignen kann. Beispielsweise kann die Belichtungsvorrichtung ausgebildet sein, um das Hologramm durch sequenzielles, insbesondere überlappendes Belichten des Aufnahmematerials mit dem geänderten Modulationsstrahl aufzunehmen. Vorteilhafterweise können dadurch aus Unterhologrammen zusammengesetzte holografisch-optische Elemente mit vielfältig definierbaren optischen Funktionen erzeugt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Strahlteiler zumindest einen teildurchlässigen Spiegel aufweisen. Vorteilhafterweise kann dadurch der erste Teilstrahl, der zweite Teilstrahl, der modulierte erste Teilstrahl und zusätzlich oder alternativ der modulierte zweite Teilstrahl transmittiert und zusätzlich oder alternativ reflektiert werden.
Der Strahlteiler kann ausgebildet sein, um eine Strahlrichtung des ersten Teilstrahls, des modulierten ersten Teilstrahls, des zweiten Teilstrahls und des modulierten zweiten Teilstrahls in unterschiedliche Richtungen, insbesondere im Wesentlichen rechtwinklig, abzulenken. Vorteilhafterweise können die Strahlen dadurch in eine gewünschte Richtung gelenkt werden.
Weiterhin können gemäß einer Ausführungsform die erste Teilmodulationseinheit und die zweite Teilmodulationseinheit je separat ansteuerbar sein, sodass sich eine dem ersten Teilstrahl eingeprägte Modulation oder Struktur von einer dem zweiten Teilstrahl eingeprägten Modulation oder Struktur unterscheiden kann.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Objektiveinheit bzw. eine Anordnung von Objektiveinheiten ausgebildet sein, um das Hologramm als ein Transmissionshologramm und zusätzlich oder alternativ als ein Reflexionshologramm zu erzeugen und zusätzlich oder alternativ auszubilden. Vorteilhafterweise können beispielsweise Kombinationen aus Linsen-, Spiegelund Strahlteilerfunktionen im Hologramm bzw. HOE realisiert werden.
Die Belichtungsvorrichtung kann eine Verfahreinheit aufweisen, die ausgebildet sein kann, um das Aufnahmematerial relativ zur Objektiveinheit zu verfahren, insbesondere um ein Belichten zumindest eines Unterhologramms auf dem Aufnahmematerial mit dem geänderten Modulationsstrahl neben oder teilweise überlappend mit einem zuvor einbelichteten Unterhologramm zu ermöglichen. Das bedeutet, dass dadurch Hologramme mit in ihren optischen Funktionen voneinander abweichenden Unterhologrammen aufgenommen werden können. Vorteilhafterweise können dadurch simultan Transmissions- und Reflexionshologramme auf das Aufnahmematerial eingebracht werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Verkleinerungseinheit zumindest eine ein erstes Kepler-Fernrohr repräsentierende erste Abbildungseinheit und eine ein zweites Kepler-Fernrohr repräsentierende zweite Abbildungseinheit aufweisen, wobei die erste Abbildungseinheit und die zweite Abbildungseinheit optisch in Reihe geschaltet sein können. Die Abbildungseinheiten können beispielsweise als Linsen ausgeformt sein. Dabei kann die erste und zusätzlich oder alternativ die zweite Teilmodulationseinheit als LCoS-Display ausgeführt sein, wodurch beispielsweise eine Ausbreitungsrichtung und eine Divergenz des Modulationsstrahls über einen großen Einstellbereich sehr genau geändert werden können. Vorteilhafterweise kann die erste Teilmodulationseinheit und zusätzlich oder alternativ die zweite Teilmodulationseinheit eine Pixelstruktur aus Pixeln mit einer Größe von kleiner als 6 µm Kantenlänge aufweisen. Unter einem Kepler-Fernrohr kann weiterhin im Allgemeinen eine Abbildungsoptik aus einer großen, schwach gekrümmten Sammellinse als Objektiv und einer verhältnismäßig kleinen, stärker gekrümmten Sammellinse als Okular verstanden werden. Die beiden Sammellinsen können beispielsweise einander gegenüberliegend platziert sein. Durch diese Ausführungsform kann der Strahldurchmesser mit geringem technischem Aufwand präzise verkleinert werden. Zudem kann dadurch eine starke Vergrößerung von durch die Teilmodulationseinheiten erzeugten Ablenkwinkeln erreicht werden.
Ferner kann die Belichtungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform eine weitere Modulationseinheit aufweisen, die eine dritte Teilmodulationseinheit und eine vierte Teilmodulationseinheit sowie einen weiteren Strahlteiler umfassen kann. Der weitere Strahlteiler kann dabei ausgebildet sein, um einen dritten Teilstrahl des auf die weitere Modulationseinheit eingestrahlten Laserstrahls auf die dritte Teilmodulationseinheit und einen vierten Teilstrahl des Laserstrahls auf die vierte Teilmodulationseinheit lenken zu können. Dabei ist die dritte Teilmodulationseinheit ausgebildet sein, um durch Aufprägen des auf die dritte Teilmodulationseinheit einfallenden Laserstrahls eine weitere Modulation dieses auf die dritte Teilmodulationseinheit einfallenden Laserstrahls zu erzeugen, wobei diese weitere Modulation zumindest ein holografisches Teilelement des Hologramms repräsentiert und wobei vierte Teilmodulationseinheit ausgebildet ist, um durch Aufprägen des auf die vierte Teilmodulationseinheit einfallenden Laserstrahls eine weitere Modulation dieses auf die vierte Teilmodulationseinheit einfallenden Laserstrahls zu erzeugen, wobei diese weitere Modulation zumindest ein weiteres holografisches Teilelement des Hologramms repräsentiert,. Der weitere Strahlteiler kann dabei ausgebildet sein, um einen von der dritten Teilmodulationseinheit modulierten dritten Teilstrahl und einen von der vierten Teilmodulationseinheit modulierten vierten Teilstrahl zu einem weiteren Modulationsstrahl zu kombinieren. Weiterhin kann die weitere Modulationseinheit zumindest eine weitere Verkleinerungseinheit aufweisen, die ausgebildet sein kann, um unter Verwendung des weiteren Modulationsstrahls einen weiteren geänderten Modulationsstrahl zu erzeugen, der einen kleineren Strahldurchmesser aufweisen kann als der weitere Modulationsstrahl. Ferner kann die weitere Modulationseinheit eine weiteren Objektiveinheit aufweisen, die ausgebildet sein kann, um den weiteren geänderten Modulationsstrahl auf das Aufnahmematerial lenken zu können, um das Hologramm durch Belichten des Aufnahmematerials mit dem weiteren geänderten Modulationsstrahl aufzunehmen. Dadurch kann das Aufnahmematerial vorteilhafterweise gleichzeitig beidseitig belichtet werden.
Die Belichtungsvorrichtung kann gemäß einer Ausführungsform einen vor dem Strahlteiler angeordneten zusätzlichen Strahlteiler aufweisen, der ausgebildet sein kann, um den Laserstrahl in den Referenzstrahl und in den Objektstrahl zu spalten. Unter einem Objektstrahl kann ein Wellenfeld verstanden werden, das einen durch ein Objekt reflektierten und gestreuten Anteil eines Laserstrahls repräsentiert. Unter einem Referenzstrahl kann ein Wellenfeld verstanden werden, das einen ungestreuten Anteil desselben Laserstrahls mit unverändertem Wellenfeld repräsentiert. Vorteilhafterweise können durch eine derartige Belichtungsvorrichtung Referenz- und Objektwelle unabhängig voneinander manipuliert werden. Vorteilhafterweise kann der Laserstrahl monochromatisch oder aus mehreren Wellenlängen zusammengesetzt sein und zusätzlich oder alternativ als Dauerstrichlaser oder als gepulster Laserstrahl ausgeführt sein.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Objektiveinheit ausgebildet ist, um den geänderten Modulationsstrahl auf eine erste Seite des Aufnahmematerials zu lenken. Die weitere Objektiveinheit kann ausgebildet sein, um den weiteren geänderten Modulationsstrahl auf eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite des Aufnahmematerials zu lenken. Vorteilhafterweise kann dadurch das Aufnahmematerial gleichzeitig beidseitig belichtet werden.
Weiterhin wird ein Verfahren zum Betreiben einer Belichtungsvorrichtung in einer der zuvor genannten Varianten vorgestellt. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Ausgebens eines Laserstrahls auf die Modulationseinheit und einen Schritt des Ansteuerns der ersten Teilmodulationseinheit und zusätzlich oder alternativ der zweiten Teilmodulationseinheit, um den Modulationsstrahl zu bilden, um das Hologramm zu erzeugen.
Durch das Verfahren kann beispielsweise eine Belichtungsvorrichtung in einer der zuvor genannten Varianten angesteuert werden. Der Laserstrahl kann beispielsweise von einer Lichtquelle ausgegeben werden und kann beispielsweise eine Mehrzahl von Wellenlängen aufweisen, die vorteilhafterweise unterschiedlich auf die Modulationseinheit wirken.
Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
Hierzu kann die Vorrichtung zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Daten- oder Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt durch die Vorrichtung eine Steuerung eines Verfahrens zum Betreiben einer Belichtungsvorrichtung. Hierzu kann die Vorrichtung beispielsweise auf Sensorsignale wie ein Ausgabesignal, das ein Ausgeben eines Laserstrahls auf die Modulationseinheit bewirkt, und ein Ansteuersignal, das ein Ansteuern der ersten Teilmodulationseinheit und/oder der zweiten Teilmodulationseinheit bewirkt, zugreifen. Die Ansteuerung erfolgt über Aktoren wie einer Ausgabeeinheit, die ausgebildet ist, um das Ausgabesignal auszugeben, und einer Ansteuereinheit, die ausgebildet ist, um das Ansteuersignal bereitzustellen. Ferner kann auch eine Ansteuerung der Verschiebeeinheit zur Platzierung von Unterhologrammen über eine entsprechend ausgerüstete Steuereinheit mit dem hier vorgestellten Ansatz realisiert werden.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer Belichtungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel;
2 eine schematische Darstellung eines Lichtstrahlenverlaufs gemäß einem Ausführungsbeispiel;
3 eine schematische Darstellung eines Lichtstrahlenverlaufs eines Laserstrahls mit verschiedenen Wellenlängen gemäß einem Ausführungsbeispiel;
4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel zum Betreiben einer Belichtungsvorrichtung; und
5 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Belichtungsvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Belichtungsvorrichtung 100 ist ausgebildet, um ein Hologramm aufzunehmen. Gezeigt ist ein möglicher Aufbau eines die Belichtungsvorrichtung 100 umfassenden optischen Gesamtsystems zur Herstellung eines Hologramms. Dazu weist die Belichtungsvorrichtung 100 eine Modulationseinheit 105 auf, die eine erste Teilmodulationseinheit 110 und eine zweite Teilmodulationseinheit 115, auch Spatial Light Modulator oder kurz SLM genannt, sowie einen Strahlteiler 120 umfasst. Dabei ist der Strahlteiler 120 ausgebildet, um einen ersten Teilstrahl 125 eines auf die Modulationseinheit 105 eingestrahlten Laserstrahls 130 auf die erste Teilmodulationseinheit 110 zu lenken und einen zweiten Teilstrahl 135 des Laserstrahls 130 auf die zweite Teilmodulationseinheit 115 zu lenken. Der Laserstrahl 130 ist beispielsweise von einer Lichtquelle 132 ausgestrahltes Licht. Dabei sind die erste Teilmodulationseinheit 110 und die zweite Teilmodulationseinheit 115 ausgebildet, um durch Aufprägen des auf die erste Teilmodulationseinheit 110 einfallenden Laserstrahls 130 eine Modulation dieses auf die erste Teilmodulationseinheit 110 einfallenden Laserstrahls 130 zu erzeugen, wobei diese Modulation zumindest ein holografisches Teilelement des Hologramms repräsentiert. Ferner ist die zweite Teilmodulationseinheit 115 ausgebildet, um durch Aufprägen des auf die zweite Teilmodulationseinheit 115 einfallenden Laserstrahls 130 eine Modulation dieses auf die zweite Teilmodulationseinheit 115 einfallenden Laserstrahls 130 zu erzeugen, wobei diese Modulation zumindest ein weiteres holografisches Teilelement des Hologramms repräsentiert,. Der Strahlteiler 120 ist ausgebildet, um einen von der ersten Teilmodulationseinheit 110 modulierten ersten Teilstrahl 140 und einen von der zweiten Teilmodulationseinheit 115 modulierten zweiten Teilstrahl 145 zu einem Modulationsstrahl 150 zu kombinieren. Weiterhin weist die Belichtungsvorrichtung 100 eine Verkleinerungseinheit 155 auf, die ausgebildet ist, um unter Verwendung des Modulationsstrahls 150 einen geänderten Modulationsstrahl 160 zu erzeugen, wobei der geänderte Modulationsstrahl 160 einen kleineren Strahldurchmesser als der Modulationsstrahl 150 aufweist. Weiterhin weist die Belichtungsvorrichtung 100 zumindest eine Objektiveinheit 165 auf, die ausgebildet ist, um den geänderten Modulationsstrahl 160 auf ein Aufnahmematerial 170 zu lenken, um das Hologramm durch Belichten des Aufnahmematerials 170 mit dem geänderten Modulationsstrahl 160 aufzunehmen.
Die Modulationseinheit 105 strahlt gemäß diesem Ausführungsbeispiel den Modulationsstrahl 150 in einen Strahlengang zu der Verkleinerungseinheit 155 aus, die ausgebildet ist, um einen Strahldurchmesser des Modulationsstrahls 150 um einen bestimmten Verkleinerungsfaktor zu verkleinern und einen entsprechend geänderten Modulationsstrahl 160 mit einem im Vergleich zum Modulationsstrahl 150 deutlich verringerten Strahldurchmesser in einen Strahlengang zu der nachgeschalteten Objektiveinheit 165 auszustrahlen. Das bedeutet, dass die Verkleinerungseinheit 155 gemäß diesem Ausführungsbeispiel zumindest eine ein erstes Kepler-Fernrohr repräsentierende erste Abbildungseinheit 157 und eine ein zweites Kepler-Fernrohr 506 repräsentierende zweite Abbildungseinheit 158 aufweist, wobei die erste Abbildungseinheit 157 und die zweite Abbildungseinheit 158 optisch in Reihe geschaltet sind. Dabei handelt es sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel um zumindest zwei in Reihe geschaltete Sammellinsen 157 oder alternativ um sonstige geeignete optische Elemente. Die Objektiveinheit 165 ist beispielsweise als Immersionsobjektiv ausgebildet. Der geänderte Modulationsstrahl 160 wird dabei beispielsweise durch ein Immersionsmedium hindurch auf das Aufnahmematerial 170 gelenkt, in das je nach Modulation des geänderten Modulationsstrahls 160 ein entsprechendes Unterhologramm, auch holografisches Element, Voxel oder Hogel genannt, gedruckt wird, um beispielsweise das Hologramm als ein Transmissionshologramm und/oder als ein Reflexionshologramm zu erzeugen und/oder auszubilden.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist der Strahlteiler 120 zumindest einen teildurchlässigen Spiegel 175 auf. Der Spiegel 175 ist optional ausgebildet, um den ersten Teilstrahl 125 und den modulierten zweiten Teilstrahl 145 zu reflektieren und um den zweiten Teilstrahl 135 und den modulierten ersten Teilstrahl 140 durchzulassen. Das bedeutet, dass der Strahlteiler 120 ausgebildet ist, um eine Strahlrichtung des ersten Teilstrahls 125 und des modulierten zweiten Teilstrahls 145 in unterschiedliche Richtungen abzulenken, die insbesondere im Wesentlichen rechtwinklig verläuft. Der Laserstrahl 130 gelangt optional zu einem zusätzlichen Strahlteiler 180, wie beispielsweise einem polarisierenden Strahlteiler, der ausgebildet ist, um den Laserstrahl 130 um den Laserstrahl 130 in einen Referenzstrahl und in einen Objektstrahl zu spalten. Das bedeutet, dass der Referenzstrahl auf einen zur Modulationseinheit 105 führenden ersten optischen Pfad 181 gelenkt wird und der Objektstrahl auf einen zu einer weiteren Modulationseinheit 182 führenden zweiten optischen Pfad 183 gelenkt wird oder umgekehrt. Dazu wird beispielsweise der Laserstrahl 130 als Dauerstrich- oder gepulster Laserstrahl 130, monochromatisch oder aus mehreren, beispielsweise drei Wellenlängen L1, L2, L3 zusammengesetzt, durch den Strahlteiler 180 auf die zwei optischen Pfade 181, 183, die beispielsweise als Objektstrahlpfad und Referenzstrahlpfad bezeichenbar sind, aufgeteilt. Beide optischen Pfade 181, 183 können gemäß diesem Ausführungsbeispiel zumindest annähernd identisch aufgebaut sein.
In einem Strahlengang zwischen der weiteren Modulationseinheit 182 und dem Aufnahmematerial 170 ist analog zum ersten optischen Pfad 181 eine weitere Verkleinerungseinheit 188 zum Erzeugen eines weiteren geänderten Modulationsstrahls 189 mit einem gegenüber dem weiteren Modulationsstrahl 190 um einen entsprechenden Verkleinerungsfaktor deutlich verringerten Strahldurchmesser angeordnet. Der weiteren Verkleinerungseinheit 188 ist eine weitere Objektiveinheit 191 nachgeschaltet, die ähnlich oder gleich der Objektiveinheit 165 beispielsweise als Immersionsobjektiv ausgeführt ist. Die beiden geänderten Modulationsstrahlen 160, 189 werden an dem Aufnahmematerial 170 zur Interferenz gebracht und erzeugen so beispielsweise ein Reflexionshologramm. Insbesondere erfolgt die Aufnahme des Hologramms durch sequenzielles Belichten des Aufnahmematerials 170 zur beispielsweise überlappenden Aufnahme einer Mehrzahl von Unterhologrammen.
Die weitere Modulationseinheit 182 weist also gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine dritte Teilmodulationseinheit 185 und eine vierte Teilmodulationseinheit 186 sowie einen weiteren Strahlteiler 187 auf. Der weitere Strahlteiler 187 ist dabei analog zu dem Strahlteiler 120 ausgebildet, um einen dritten, hier nicht dargestellten Teilstrahl des auf die weitere Modulationseinheit 182 eingestrahlten Laserstrahls 130 auf die dritte Teilmodulationseinheit 185 zu lenken und einen vierten Teilstrahl des Laserstrahls 130 auf die vierte Teilmodulationseinheit 186 zu lenken. Dabei ist die dritte Teilmodulationseinheit 185 ausgebildet, um durch Aufprägen des auf die dritte Teilmodulationseinheit 185 einfallenden Laserstrahls 130 eine weitere Modulation dieses auf die dritte Teilmodulationseinheit 185 einfallenden Laserstrahls 130 zu erzeugen, wobei diese weitere Modulation zumindest ein holografisches Teilelement des Hologramms repräsentiert. Ferner ist die vierte Teilmodulationseinheit 186 ausgebildet, um durch Aufprägen des auf die vierte Teilmodulationseinheit 186 einfallenden Laserstrahls 130 eine weitere Modulation dieses auf die vierte Teilmodulationseinheit 186 einfallenden Laserstrahls 130 zu erzeugen, wobei diese weitere Modulation zumindest ein weiteres holografisches Teilelement des Hologramms repräsentiert,. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der weitere Strahlteiler 187 ausgebildet, um einen von der dritten Teilmodulationseinheit 185 modulierten dritten Teilstrahl und einen von der vierten Teilmodulationseinheit 186 modulierten vierten Teilstrahl zu dem weiteren Modulationsstrahl 190 zu kombinieren. Die weitere Verkleinerungseinheit 188 ist ausgebildet, um unter Verwendung des weiteren Modulationsstrahls 190 den weiteren geänderten Modulationsstrahl 189 zu erzeugen, der einen kleineren Strahldurchmesser als der weitere Modulationsstrahl 190 aufweist. Die weitere Objektiveinheit 191 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um den weiteren geänderten Modulationsstrahl 189 auf das Aufnahmematerial 170 zu lenken, um das Hologramm durch Belichten des Aufnahmematerials 170 mit dem weiteren geänderten Modulationsstrahl 189 aufzunehmen. Dadurch ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Objektiveinheit 165 ausgebildet, um den geänderten Modulationsstrahl 160 auf eine erste Seite des Aufnahmematerials 170 zu lenken und die weitere Objektiveinheit 191, um den weiteren geänderten Modulationsstrahl 189 auf eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite des Aufnahmematerials 170 zu lenken. Zur Wellenfrontmodulation sind in beiden Pfaden 181, 182 die Modulationseinheiten 105, 182 beispielsweise mit phasenschiebenden SLMs, beispielsweise LCoS-Displays mit einer genügend kleinen Pixelstruktur von kleiner 6 um als Teilmodulationseinheiten 110, 115, 185, 186 eingefügt.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist weiterhin eine als ein Steuergerät ausgebildete Vorrichtung 193 ausgeformt, um die beiden Modulationseinheiten 105, 182 durch Ausgeben eines entsprechenden Ansteuersignals derart anzusteuern, dass das Aufnahmematerial 170 in geeigneter Weise beidseitig belichtet wird. Optional ist das Steuergerät 193 ausgebildet, um abhängig vom Ansteuern der beiden Modulationseinheiten 105, 182 eine Verfahreinheit 195 anzusteuern, um beispielsweise das Aufnahmematerial 170 zu belichten. Die erste Teilmodulationseinheit 110 und die zweite Teilmodulationseinheit 115 der Modulationseinheit 105 sind lediglich optional separat ansteuerbar, sodass sich eine dem ersten Teilstrahl 125 eingeprägte Modulation von einer dem zweiten Teilstrahl 135 eingeprägten Modulation unterscheidet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist dies auch für die weitere Modulationseinheit 182 möglich.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die Belichtungsvorrichtung 100 die Verfahreinheit 195 auf, die ausgebildet ist, um das Aufnahmematerial 170 relativ zur Objektiveinheit 165 und/oder optional zur weiteren Objektiveinheit 191 zu verfahren, insbesondere um ein Belichten zumindest eines Unterhologramms auf dem Aufnahmematerial 170 mit dem geänderten Modulationsstrahl 160 und/oder optional mit dem weiteren geänderten Modulationsstrahl 189 zu ermöglichen.
In anderen Worten ausgedrückt führen beispielsweise am Markt verfügbare holographische Materialien und die Miniaturisierung von Laserquellen zu neuen Einsatzgebieten für holographisch optische Elemente (HOEs). Mögliche Anwendungsgebiete, wie beispielsweise die Datenbrille oder insbesondre transparente Anzeigen, werden immer interessanter und könnten durch den Einsatz von HOEs realisiert oder verbessert werden. Vor diesem Hintergrund wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Belichtungsvorrichtung 100 vorgestellt, um holografische optische Elemente mit einer Kombination aus transmittiven und reflektiven optischen Funktionen zu erzeugen, beispielsweise mit Hilfe komplexer Strahlteiler 120, 180, 187. Der Ansatz basiert auf einem Belichtungsprozess, in dem gemäß diesem Ausführungsbeispiel drei Belichtungswellen über SLMs, Spatial Light Modulatoren, manipuliert und gemeinsam zur Interferenz gebracht werden. Dadurch wird eine hohe Effizienz möglich und unerwünschte Störpfade werden vermieden. Für ein analoges Aufnahmeverfahren sind optional einfache Strahlteilerfunktionen möglich.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Verwendung von mehr als einen SLM, die hier auch als Teilmodulationseinheit 110, 115, 186, 187 bezeichnet sind, für Referenz- und Objektwelle, das bedeutet beispielsweise pro Modulationseinheit 105, 182 zwei Stück, für die Aufnahme von neuartigen holografischen optischen Elementen. Hiermit können gemäß diesem Ausführungsbeispiel Referenz - und Objektwelle unabhängig voneinander manipuliert werden und simultan transmissive und reflektive optische Zielfunktionen in eine gemeinsame fotoempfindliche Schicht belichtet werden, die hier als Aufnahmematerial 170 bezeichnet ist. Die aus Unterhologrammen (Hogel) zusammengesetzte HOEs können damit mit vielfältig definierbaren optischen Funktionen erzeugt werden, beispielsweise durch Strahlteilerfunktionen mit gleichzeitiger Strahlformung. Durch gleichzeitige Aufnahme von Reflexionshologrammen und Transmissionshologrammen kann insbesondere eine hohe Effizienz und eine gewünschte Energieaufteilung in die optischen Zielfunktionen erreicht werden. Dies kann für jedes Unterhologramm entsprechend vorgegeben werden.
Der optische Aufbau der Belichtungsvorrichtung 100 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel dargestellt. Ein Dauerstrich- oder optional gepulster Laserstrahl 130, der beispielsweise monochromatisch oder aus mehreren Wellenlängen L1, L2, L3 zusammengesetzt ist, wird durch den zusätzlichen Strahlteiler 180 geeignet auf optische Pfade 181, 183 und im weiteren Verlauf auf die Modulationseinheiten 105, 182 aufgeteilt. Zur Wellenfrontmodulation werden in den Strahlengängen phasenschiebende Teilmodulationseinheiten 110, 115, 186, 187, beispielsweise LCOS-Displays mit genügend kleiner Pixelstruktur, beispielsweise < 5µm, eingefügt. Dadurch werden im Allgemeinen beliebige Phasenfronten für die Aufnahme der Hologramme erzeugt. Die generierten Teilstrahlen, die gemäß diesem Ausführungsbeispiel als Modulationsstrahlen 150, 190 bezeichnet sind, werden anschließend über ein optisches System geführt, das gemäß diesem Ausführungsbeispiel beispielsweise als Keplerteleskop mit der Verkleinerungseinheit 155, 188 und der Objektiveinheit 165, 191 realisiert ist, sodass die Abbildungsebenen der Teilsysteme von Referenz- und Objektpfad zur Deckung kommen. In der dadurch definierten Ebene werden nun die geänderten Modulationsstrahlen 160, 189 aus beiden Pfaden 181, 183 zur Überlagerung gebracht und erzeugen ein raumfestes Interferenzmuster, welches in den hier als Aufnahmematerial 170 bezeichneten holographischen Film (HF) einbelichtet wird. Bei der Propagation durch das optische System wird der Ausgangswinkel der geänderten Modulationsstrahlen 160, 189 entsprechend des Abbildungsmaßstabes vergrößert. Gemäß dem holographischen Prinzip werden durch die Überlagerung der aus beiden Halbräumen bezüglich des holographischen Films einfallenden geänderten Modulationsstrahlen 160, 189 simultan Transmission- und Reflexionshologramme in das Aufnahmematerial 170 eingebracht. Die so einbelichtete Struktur stellt ein Unterhologramm (Hogel) mit gewünschter Zielfunktion aus Transmissions- und Reflexionshologramm dar. Eine Größe des Unterhologramms entspricht einer mit dem Abbildungsmaßstab abgebildeten Apertur, die durch den aktiven Bereich des SLMs gegeben ist. Das Aufnahmematerial 170 wird mittels einer X-Y-Verschiebeeinheit (XY), die auch als Verfahreinheit 195 bezeichnet ist, schrittweise verfahren, um gemäß diesem Ausführungsbeispiel sukzessive die Unterhologramme nebeneinander zu belichten. Die Gesamtheit der Unterhologramme stellt dann ein großflächiges HOE dar. Dieses Hologramm kann nun eine sehr komplexe optische Zielfunktion realisieren, wie beispielsweise Kombinationen aus Linsen-, Spiegel- und Strahlteilerfunktionen.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Lichtstrahlenverlaufs 200 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die hier dargestellten Lichtstrahlen gehen gemäß diesem Ausführungsbeispiel von einer Mehrzahl von Punktlichtquellen PS1, PS2, PS3, PS4 mit verschiedenen Wellenlängen λ₁ und λ₂ aus. Dabei geben die Punktlichtquellen PS2 und PS3 je einen Lichtstrahl mit jeweils einer Wellenlänge auf, die sich von dem Lichtstrahl der jeweils anderen Punktlichtquelle PS2 und PS3 unterscheidet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst der Lichtstrahl von PS2 die Wellenlänge λ₁ und der Lichtstrahl von PS3 die Wellenlänge λ₂. Die Punktlichtquellen PS1 mit der Wellenlänge λ₁ und PS4 mit der Wellenlänge λ₂ sind gemäß diesem Ausführungsbeispiel als eine Lichtquelle 132 dargestellt, die gemäß diesem Ausführungsbeispiel der in 1 abgebildeten Lichtquelle 132 entsprechen oder zumindest ähneln kann. Im Gegensatz zu den Punktlichtquellen PS2 und PS3, die jeweils als eine eigene Lichtquelle mit einer einzigen Wellenlänge λ₁ und λ₂ dargestellt sind, weist die Lichtquelle 132 die Punktlichtquellen PS1 und PS4 und demnach beide Wellenlängen λ₁ und λ₂ auf.
In anderen Worten ausgedrückt wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Punktlichtquellenaufnahmekonfiguration für ein Unterhologramm einer holografischen Streuscheibe (bzw. genauer gesagt eine „Projektionsfläche" oder ein Projektionsschirm) mit transmittiver und reflektiver Komponente dargestellt. Die Aufnahmewellen sind dabei bei der Aufnahme simultan vorhanden. Es ergibt sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Möglichkeit der Realisierung der als Aufnahmematerial 170 bezeichneten holografischen Streuscheibe, die gleichzeitig in Transmission und Reflexion streut. Eine Aufnahmekonfiguration für ein Unterhologramm dieses Anwendungsbeispiels ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt. Hier werden vier Teilwellen, die von den scheinbaren Punktlichtquellen PS1, PS2, PS3, PS4 ausgehen, mit unterschiedlichen Einfallswinkeln und Divergenzwinkeln simultan überlagert. Hierbei weisen die von PS1 und PS2 ausgehenden Wellen die Wellenlänge λ₁ und die von PS3 und PS4 ausgehenden Wellen die Wellenlänge λ₂ auf.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Lichtstrahlenverlaufs 300 eines Laserstrahls 130 mit verschiedenen Wellenlängen λ₁ und λ₂ gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Strahlenverlauf 300 kann dem des in 2 abgebildeten Laserstrahls 130 entsprechen oder ähneln. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird die Wellenlänge λ₂ des Laserstrahls 130 durch das Aufnahmematerial 170 transmittiert und die Wellenlänge λ₁ des Laserstrahls 130 reflektiert.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist eine schematische Darstellung einer Rekonstruktion des in 2 aufgenommenen Unterhologramms der holografischen Streuscheibe dargestellt. Die optische Funktion des Unterhologramms ist dabei veranschaulicht. Hier wird das Unterhologramm mit einer geeigneten Quelle rekonstruiert, beispielsweise durch einen im Punkt PS1 platzierten Projektor, der bei den Wellenlängen λ1 und λ2 verschiedene Bilder generiert. Durch die Beugung an der holographischen Struktur werden Teilwellen in Transmissions- und Reflexionsrichtung gemäß der Aufnahmekonfiguration des Unterhologramms erzeugt. Mit diesem Ansatz kann eine holografische Streuscheibe bestehend aus einer Vielzahl der beschriebenen Unterhologramme realisiert werden, um Bildinhalte in Transmissions- und Reflexionsrichtung darzustellen.
Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel werden mehrere Laserstrahlen gleicher Wellenlänge in eine gemeinsame Wellenfront vereint. Der hier vorgestellte Ansatz erlaubt dafür eine simultane und phasenrichtige Überlagerung von mehreren Teilwellen. Somit erfolgt die Belichtung eines entsprechenden Hologramms ohne bereits einbelichtete Strukturen. Dadurch werden Verluste und Störeffekte bei der Aufnahme stark reduziert. Die vereinigte Wellenfront trägt somit nahezu die komplette Intensität, die sich aus der Summe der Intensitäten der zu vereinigenden Teilstrahlen ergibt.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 400 gemäß einem Ausführungsbeispiel zum Betreiben einer Belichtungsvorrichtung. Durch das Verfahren 400 kann beispielsweise eine Belichtungsvorrichtung betrieben werden, wie sie in 1 beschrieben wurde. Dazu weist das Verfahren 400 einen Schritt 405 des Ausgebens eines Laserstrahls auf die Modulationseinheit und einen Schritt 410 des Ansteuerns der ersten Teilmodulationseinheit und/oder der zweiten Teilmodulationseinheit auf, um den Modulationsstrahl zu bilden, um das Hologramm zu erzeugen.
5 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 193 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 193 kann der in 1 beschriebenen Vorrichtung 193 entsprechen oder ähneln und ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um ein Verfahren zum Betreiben einer Belichtungsvorrichtung durchzuführen oder anzusteuern, wie es in 4 beschrieben wurde. Die Vorrichtung 193 weist dazu gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Ausgabeeinheit 500 und eine Ansteuereinheit 505 auf. Die Ausgabeeinheit 500 ist ausgebildet, um ein Ausgabesignal 515 zum Ausgeben eines Laserstrahls auf die Modulationseinheit auszugeben. Die Ansteuereinheit 505 ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um ein Ansteuersignal 520 zum Ansteuern der ersten Teilmodulationseinheit und/oder der zweiten Teilmodulationseinheit bereitzustellen, um den Modulationsstrahl zu bilden, um das Hologramm zu erzeugen.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.

Claims

Belichtungsvorrichtung (100) zum Aufnehmen eines Hologramms, wobei die Belichtungsvorrichtung (100) die folgenden Merkmale aufweist: - eine Modulationseinheit (105), die eine erste Teilmodulationseinheit (110), eine zweite Teilmodulationseinheit (115) und einen Strahlteiler (120) umfasst, wobei der Strahlteiler (120) ausgebildet ist, um einen ersten Teilstrahl (125) eines auf die Modulationseinheit (105) eingestrahlten Laserstrahls (130) auf die erste Teilmodulationseinheit (110) zu lenken und einen zweiten Teilstrahl (135) des Laserstrahls (130) auf die zweite Teilmodulationseinheit (115) zu lenken, wobei die erste Teilmodulationseinheit (110) ausgebildet ist, um durch Aufprägen des auf die erste Teilmodulationseinheit (110) einfallenden Laserstrahls (130) eine Modulation dieses auf die erste Teilmodulationseinheit (110) einfallenden Laserstrahls (130) zu erzeugen, wobei diese Modulation zumindest ein holografisches Teilelement des Hologramms repräsentiert und wobei die zweite Teilmodulationseinheit (115) ausgebildet ist, um durch Aufprägen des auf die zweite Teilmodulationseinheit (115) einfallenden Laserstrahls (130) eine Modulation dieses auf die zweite Teilmodulationseinheit (115) einfallenden Laserstrahls (130) zu erzeugen, wobei diese Modulation zumindest ein weiteres holografisches Teilelement des Hologramms repräsentiert, und wobei der Strahlteiler (120) ausgebildet ist, um einen von der ersten Teilmodulationseinheit (110) modulierten ersten Teilstrahl (140) und einen von der zweiten Teilmodulationseinheit (115) modulierten zweiten Teilstrahl (145) zu einem Modulationsstrahl (150) zu kombinieren; - zumindest eine Verkleinerungseinheit (155), die ausgebildet ist, um unter Verwendung des Modulationsstrahls (150) einen geänderten Modulationsstrahl (160) zu erzeugen, wobei der geänderte Modulationsstrahl (160) einen kleineren Strahldurchmesser als der Modulationsstrahl (155) aufweist; und - zumindest eine Objektiveinheit (165), die ausgebildet ist, um den geänderten Modulationsstrahl (160) auf ein Aufnahmematerial (170) zu lenken oder zu lenken, um das Hologramm durch Belichten des Aufnahmematerials (170) mit dem geänderten Modulationsstrahl (160) aufzunehmen.
Belichtungsvorrichtung (100) gemäß Anspruch 1, wobei der Strahlteiler (120) zumindest einen teildurchlässigen Spiegel aufweist.
Belichtungsvorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Strahlteiler (120) ausgebildet ist, um eine Strahlrichtung des ersten Teilstrahls (125), des modulierten ersten Teilstrahls (140), des zweiten Teilstrahls (135) und des modulierten zweiten Teilstrahls (145) in unterschiedliche Richtungen abzulenken, insbesondere im Wesentlichen rechtwinklig abzulenken.
Belichtungsvorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die erste Teilmodulationseinheit (110) und die zweite Teilmodulationseinheit (115) je separat ansteuerbar sind, sodass sich eine dem ersten Teilstrahl (125) eingeprägte Modulation oder Struktur von einer dem zweiten Teilstrahl (135) eingeprägten Modulation oder Struktur unterscheidet.
Belichtungsvorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Objektiveinheit (165) ausgebildet ist, um das Hologramm als ein Transmissionshologramm und/oder als ein Reflexionshologramm zu erzeugen und/oder auszubilden.
Belichtungsvorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer Verfahreinheit (195), die ausgebildet ist, um das Aufnahmematerial (170) relativ zur Objektiveinheit (165) zu verfahren, insbesondere um ein Belichten zumindest eines Unterhologramms auf dem Aufnahmematerial (170) mit dem geänderten Modulationsstrahl (160) zu ermöglichen.
Belichtungsvorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Verkleinerungseinheit (155) zumindest eine ein erstes Kepler-Fernrohr repräsentierende erste Abbildungseinheit (157) und eine ein zweites Kepler-Fernrohr repräsentierende zweite Abbildungseinheit (158) aufweist, wobei die erste Abbildungseinheit (157) und die zweite Abbildungseinheit (158) optisch in Reihe geschaltet sind.
Belichtungsvorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer weiteren Modulationseinheit (182), die eine dritte Teilmodulationseinheit (185) und eine vierte Teilmodulationseinheit (186) und einen weiteren Strahlteiler (187) umfasst, wobei der weitere Strahlteiler (187) ausgebildet ist, um einen dritten Teilstrahl des auf die weitere Modulationseinheit (182) eingestrahlten Laserstrahls (130) auf die dritte Teilmodulationseinheit (185) zu lenken und einen vierten Teilstrahl des Laserstrahls (130) auf die vierte Teilmodulationseinheit (186) zu lenken, wobei die dritte Teilmodulationseinheit (185) ausgebildet ist, um durch Aufprägen des auf die dritte Teilmodulationseinheit (185) einfallenden Laserstrahls (130) eine weitere Modulation dieses auf die dritte Teilmodulationseinheit (185) einfallenden Laserstrahls (130) zu erzeugen, wobei diese weitere Modulation zumindest ein holografisches Teilelement des Hologramms repräsentiert und wobei die vierte Teilmodulationseinheit (186) ausgebildet ist, um durch Aufprägen des auf die vierte Teilmodulationseinheit (186) einfallenden Laserstrahls (130) eine weitere Modulation dieses auf die vierte Teilmodulationseinheit (186) einfallenden Laserstrahls (130) zu erzeugen, wobei diese weitere Modulation zumindest ein weiteres holografisches Teilelement des Hologramms repräsentiert, und wobei der weitere Strahlteiler (187) ausgebildet ist, um einen von der dritten Teilmodulationseinheit (185) modulierten dritten Teilstrahl und einen von der vierten Teilmodulationseinheit (186) modulierten vierten Teilstrahl zu einem weiteren Modulationsstrahl (190) zu kombinieren, zumindest eine weitere Verkleinerungseinheit (188), die ausgebildet ist, um unter Verwendung des weiteren Modulationsstrahls (190) einen weiteren geänderten Modulationsstrahl (189) zu erzeugen, wobei der weitere geänderte Modulationsstrahl (189) einen kleineren Strahldurchmesser als der weitere Modulationsstrahl (190) aufweist, und mit einer weiteren Objektiveinheit (191), die ausgebildet ist, um den weiteren geänderten Modulationsstrahl (189) auf das Aufnahmematerial (170) zu lenken, um das Hologramm durch Belichten des Aufnahmematerials (170) mit dem weiteren geänderten Modulationsstrahl (189) aufzunehmen.
Belichtungsvorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem vor dem Strahlteiler (120) angeordneten zusätzlichen Strahlteiler (180), der ausgebildet ist, um den Laserstrahl (130) in den Referenzstrahl und in den Objektstrahl zu spalten.
Belichtungsvorrichtung (100) gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei die Objektiveinheit (165) ausgebildet ist, um den geänderten Modulationsstrahl (160) auf eine erste Seite des Aufnahmematerials (170) zu lenken, und die weitere Objektiveinheit (191) ausgebildet ist, um den weiteren geänderten Modulationsstrahl (189) auf eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite des Aufnahmematerials (170) zu lenken.
Verfahren (400) zum Betreiben einer Belichtungsvorrichtung (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Verfahren (400) die folgenden Schritte umfasst: - Ausgeben (405) eines Laserstrahls (130) auf die Modulationseinheit (105); und - Ansteuern (410) der ersten Teilmodulationseinheit (110) und/oder der zweiten Teilmodulationseinheit (115), um den Modulationsstrahl (150) zu bilden, um das Hologramm zu erzeugen.
Vorrichtung (193), die eingerichtet ist, um die Schritte (405, 410) des Verfahrens (400) gemäß Anspruch 11 in entsprechenden Einheiten (500, 505) auszuführen und/oder anzusteuern.
Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, die Schritte (405, 410) des Verfahrens (400) gemäß Anspruch 11 auszuführen und/oder anzusteuern.
Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 13 gespeichert ist.