DE1572600A1

DE1572600A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Kopieren von Hologrammen

Info

Publication number: DE1572600A1
Application number: DE1967B0095620
Authority: DE
Inventors: Brumm Douglas Bruce
Original assignee: Battelle Development Corp
Current assignee: Battelle Development Corp
Priority date: 1966-11-30
Filing date: 1967-11-29
Publication date: 1970-02-12
Also published as: DE1572600C3; BE707315A; DK122547B; NL6716222A; SE319625B; CH482226A; DE1572600B2; GB1207193A; US3758186A

Description

DR.O.DITTMANN · K.L.SCHIFF · DR.A.V.FüNER

8 MUENCHEN

:. O. PITTMANN . K. L. SCHIFF · DR.A.V.FÜNER ~° BEREITER ANQER 15

8 MUENCHEN 90 · BF.REITER ANQER 15

TELEFON 29 7369

TELEQR.-ADR.: NAVICATOR MUENCHEN

Patentanmeldung P 15 72 600.8

The Batteile Development Corporation ^29<
SeP^{tember 1969}

KLS/hö Unser Zeichen DÄ-K262(Case H-13-Ger.)

Verfahren und Vorrichtung zum Kopieren von Hologrammen.

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Kopien oder Vervielfältigungen eines Ausser-Ächse Hologramms und hat als Ziel die Schaffung eines Verfahrens, bei dem das von einem Hologramm rekonstruierte reale oder virtuelle Bild oder beide als Gegenstand für ein zweites Hologramm benutzt werden, wobei die ungebrochene oder die nullter Ordnung Wellenfront als Bezugsstrahl dient. Die Erfindung ermöglicht die Vervielfältigung des ersten Hologramms, ohne dass die zwei Emulsionsschichten in engen Kontakt gebracht werden müssen.

Oft muss eine grosse Zahl Vervielfältigungen von einem ursprünglichen Hologramm angefertigt werden.Bislang verwendeten die Verfahren der Verdopplung oder Vervielfältigung von Hologrammen Techniken des Kontaktabzugs. Wird bei Anwendung solcher Techniken eine photographische Emulsionsschicht hoher Auflösung sehr dicht, d.h. innerhalb weniger Mikronen an die

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Neue Unterfaden ja* 711 ai* ? Nr. ϊ w* 3 λ· shmiwj«,,*. _v. 4. β.

Emulsionsschicht des ursprünglichen Hologramms gebracht und dann durch eine Lichtguelle belichtet, so ergibt die anschliessende photographische Entwicklung eine Kopie oder Vervielfältigung des ursprünglichen Hologramms, die bei Beleuchtung mit einer monochromatischen, räumlich kohärenten Lichtquelle ein Bild des ursprünglichen Gegenstandes rekonstruiert. Das Kontaktdruck-Verfahren erfordert, dass die zwei Emulsionsschichten während der Belichtung dicht zusammen sind, um einen Verlust an Auflösung infolge von Brechung des einfallenden Lichtes durch das ursprüngliche Hologramm zu verhindern. Falls während der Belichtung der enge Kontakt nicht gegeben ist, wird Brechung im Bereich zwischen den zwei Emulsionsschichten das von der Emulsionsschicht der Vervielfältigung aufgezeichnete Streifenmuster sehr ernstlich verschlechtern. Dies liefert ein Hologramm, von dem eine gute Rekonstruktion nicht erhalten werden kann. Die Schwierigkeit, einen ausreichend engen Kontakt zwischen den zwei Emulsionen zu erreichen, ist der Hauptnachteil des Kontaktdruck-Verfahrens der Hologramm-Vervielfältigung. Hologramme wurden mit solchen Verfahren vervielfältigt, jedoch werden besondere Einrichtungen benötigt, wie z.B. ein Vakuum-Rahmen oder ein Druckrahmen, in dem der Film eng an die Emulsionsschicht des Hologramms gepresst werden kann. Solche Verfahren erfordern ausserdem die Biegsamkeit von Film im Gegensatz zur Verwendung von Platten

Gemäss der vorliegenden Erfindung wird eine Hologrammkopie durch Erzeugung eines neuen Streifensystems hergestellt, anstatt die Streifen des ursprünglichen Hologramms zu duplizieren. Dieses neue Streifenmuster ist nicht das Gleiche wie das ursprüngliche Streifenmuster, jedoch rekonstruiert es, wie gewünscht, ein Bild des ursprünglichen Gegenstandes. Dies erreicht man durch Beleuchtung des ursprünglichen Hologramms mit einem monochromatisch räumlich kohärenten Licht,

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z.B. einer monochromatischen ebenen Welle, derart, dass ein gut rekonstruiertes Bild erzielt wird. Eine unbelichtete Emulsion hoher Auflösung auf Film oder Platte wird dann hinter das Hologramm derart plaziert, dass es sowohl die ungebrochen durch das Hologramm hindurchgehende Wellenfront als auch die Wellenfront des rekonstruierten Bildes oder dessen Konjugierte auffängt. Diese Wellenfronten interferieren dann unter Erzeugung eines neuen Streifensatzes. Dieses neue Streifensystem rekonstruiert bei geeigneter Beleuchtung ein Bild des ursprünglichen Gegenstandes und seiner Konjugierten.

Zum besseren Verständnis wird angenommen, dass das ursprüngliche Hologramm unendlich dünn sei und dass die Hologramm-Kopie während der Herstellung tatsächlich in Berührung mit dem ursprünglichen Hologramm steht. Die durch das ursprüngliche Hologramm hindurchtretende Wellenfront besitzt bei Beleuchtung mit einer monochromatischen ebenen Wellenfront drei interessierende Komponenten: die ungebrochene oder nullter Ordnung Wellenfront und die zwei erster Ordnung Wellenfronten, die komplex Konjugierte voneinander sind. Diese drei Wellenfrontenkomponenten interferieren paarweise unter Erzeugung der drei Komponenten des gesamten auf der Hologramm-Kopie gebildeten Streifensystems. Nur zwei dieser Anteile sind von Interesse, und zwar diejenigen,- die durch Interferenz der ungebrochenen Wellenfront und jeder der gebrochenen Wellenfronten gebildet werden. Nach photographischer Entwicklung rekonstruiert, bei Beleuchtung durch eine monochromatische ebene Wellenfront jedes dieser komponenten Muster Wellenfronten, die der Wellenfront des ursprünglichen Gegenstandes und der Konjugierten entsprechen. Somit gibt es zwei rekonstruierte virtuelle Bilder und zwei konjugierte Bilder. Unter den vorausgesetzten Bedingungen, d.h. die zwei Emulsionsschichten stehen während der Belichtung der Kopie in Berührung, fallen die zwei virtuellen

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Bilder und auch ihre Konjugierten zusammen. Werden nun die Emulsionsschichten während der Belichtung der Kopie durch einen Abstand d getrennt, so werden die virtuellen Bilder und ihre Konjugierten in der Rekonstruktion um 2d voneinander getrennt. Diese Bildverdopplung wird normalerweise in der Praxis jedoch nicht auftreten, da die Emulsionsschichten des Hologramms nicht unendlich dünn sein können. Die meisten Hologramme werden wegen des Bragg-Effektes für die gleiche Orientierung des Hologramms nicht sowohl das virtuelle Bild als auch dessen Konjugierte zusammen rekonstruieren} d.h., das ursprüngliche Hologramm kann so orientiert werden, dass das eine oder andere Bild, jedoch nicht beide gleichzeitig, optimiert werden. Daher werden nur zwei Wellenfront-Komponen-' ten in der Ebene der Hologramm-Kopie interferieren, die ungebrochene Wellenfront und eine der Wellenfronten erster Ordnung. Auf diese Weise enthält die Hologramm-Kopie nur einen Streifensatz und rekonstruiert ein virtuelles Bild und ein konjugiertes Bild.

Das erfindungsgemässe Verfahren beinhaltet tatsächlich die Herstellung eines neuen Hologramms durch die ungebrochene als Bezugsstrahl dienende Wellenfront, und durch das rekonstruierte Bild des ursprünglichen Gegenstandes oder seines konjugierten Bildes, das an die Stelle des tatsächlichen Gegenstandes tritt. Während frühere Verfahren vorgeschlagen worden sind, um ein Hologramm von einem Hologramm anzufertigen, erforderten diese Verfahren die Einführung eines getrennten Bezugsstrahles. Das erfindungsgemässe Verfahren benötigt keinen gesonderten Bezugsstrahl, und es sind keine Spiegel oder Strahlenteiler erforderlich. Bei einem vorbekannten Verfahren wurde das von einem Hologramm erzeugte reale Bild als Gegenstand für ein zweites Hologramm benutzt. Selbstverständlich könnte das virtuelle Bild in ähnlicher Weise verwendet werden. Bei solchem

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eines der Bilder benutzenden Verfahren mussten das ursprüngliche Hologramm und die unbelichtete Platte oder der Detektor genügend weit voneinander entfernt sein, um dem Detektor zu gestatten, nur die gebrochene Wellenfront aufzufangen, die dem gewünschten Bild entspricht. Dies schloss die Interferenz der ungebrochenen Wellenfront und einer gebrochenen konjugierten Wellenfront aus. Dieser grosse Trennungsabstand zwischen dem ursprünglichen Hologramm und dem Detektor war ausserdem erforderlich, um die Einführung des Bezugsstrahles zu ermöglichen.

Die Erfindung erfordert weder einen getrennten Bezugsstrahl noch den grossen Trennungsabstand zwischen dem ursprünglichen Hologramm und dem Detektor. Ferner bedarf es nicht des engen Kontaktes zwischen den aei Emulsionsschichten des ursprünglichen Hologramms und des Detektors, wie es bei früheren Kontaktabzugsverfahren erforderlich ist. Gemäss der Erfindung werden das ursprüngliche Hologramm und der Detektor durch einen vorher festgelegten, genügend grossen Abstand voneinander getrennt, so dass die ungebrochene oder nullter Ordnung Wellenfront, die durch das ursprüngliche Hologramm übertragen wird, als Bezugsstrahl dienen kann, wodurch die Notwendigkeit der Einführung eines getrennten Strahles vermieden wird. Der Abstand sollte z.B. wenigstens einige Wellenlängen für die hier beschriebene Art des Kopierens betragen.

Insbesondere schafft die Erfindung ein Verfahren des Kopierens eines Hologramms von einem Gegenstand, das folgende Schritte umfasst: ein Hologramm und ein Detektor werden in parallelen Ebenen so angeordnet, dass deren Aufzeichnungsflachen sich in einem vorher festgelegten Abstand befinden; ein monochromatischer räumlich kohärenter Beleuchtungslichtstrahl wird auf die Aufzeichnungsfläche des Hologramms gerichtet um ein rekonstruiertes Bild des ursprünglichen Gegenstandes zu erzeugen

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unter Verwendung des Beleuchtungsstrahls als Bezugsstrahl, um mit der Wellenfront des Bildes ein Interferenzmuster zu erzeugen; und das Interferenzmuster wird durch den Detektor aufgenommen ■

Gemäss einem Gesichtspunkt der Erfindung wird das von dem Hologramm rekonstruierte Bild durch Licht erzeugt, das durch das Hologramm gebrochen und übertragen wird und so eine Vorwärtsstrahl-Kopie des Hologramms ergibt.

Gemäss einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird das von dem Hologramm rekonstruierte Bild durch von dem Hologramm reflektiertes Licht erzeugt, sodass sich eine Riickstrahl-Kopie des Hologramms ergibt.

Gemäss noch einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Interferenzmuster von der Wellenfront des Bildes und dem Beleuchtungsstrahl erzeugt, der nur durch das HAogramm hindurchgegangen ist, und ein zweites Interferenzmuster wird von der Wellenfront des Bildes und dem Beleuchtungsstrahl erzeugt, der durch den Detektor hindurchgegangen und zum Detektor zurückreflektiert ist, um eine kombinierte Vorwärtsstrahl und Ruckstrahl Hologramm-Kopie zu ergeben.

Schliesslich wird gemäss einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung ein Interferenzmuster von der Wellenfront des Bildes und dem auf den Detektor auftreffenden Beleuchtvungsstrahl erzeugt und ein zweites Interferenzmuster wird von der Wellenfront des Bildes und dem durch das Hologramm hindurchtretenden und zum Detektor zurückreflektierten Beleuchtungsstrahl erzeugt, so dass sich eine kombinierte Vorwärtsstrahl und Rlickstrahl Hologramm-Kopie ergibt.

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Für eine mehr ins Einzelne gehende Offenbarung der Erfindung, ihrer weiteren Merkmale, Ziele und Vorteile wird auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung Bezug genommen.

In der Zeichnung ist:

Fig. 1 eine diagrammatische Ansicht eines Systems zum erfindungsgemässen Kopieren von Vorwärtsstrahl-Hologrammen;

Fig. 2 eine diagrammatische Darstellung eines Systems zum erfindungsgemässen Kopieren von Rückstrahl-Hologrammen;

Fig. 3 eine diagrammatische Ansicht eines Systems zur Herstellung einer Verbund-Vorwärtsstrahl- und RUckstrahl Hologramm-Kopb von einem Vorwärtsstrahl-Original; und

Fig. 4 eine diagrammatische Ansicht eines Systems zur Herstellung einer Verbund-Vorwärtsstrahl und Rückstrahl Hologramm-Kopie von einem Rückstrahl-Original.

Wellenfront-Rekonstruktion unter Verwendung kohärenter Strahlung wurde in den Deutschen Patentanmeldungen B 81 564 IXa/42h und B 89 520 IXa/42h geoffenbart. Das holographische oder Wellenfront-Rekonstruktionsverfahren umfasst in seiner einfachsten Form die Richtung eines ersten Strahles kohärenten Lichtes auf einem Gegenstand und die Anbringung eines Detektors, normalerweise einer photographischen Platte, um das vom Gegenstand ausgehende Licht aufzufangen. Ein in Bezug auf den ersten Strahl kohärenter zweiter Lichtstrahl wird unter einem ausgewählten Winkel zu dem von dem Gegenstand ausgehenden Licht auf den Detektor gerichtet. Hierdurch erzeugen das Licht Ton dem Gegenstand und das Licht des zweiten Strahles, des eogenannten Bezugsstrahles, auf dem Detektor ein Muster von Interferenz streifen, die rom Detektor aufgezeichnet werden. In

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der Fachsprache bezeichnet man das Muster der Interferenzstreifen als ein Hologramm, das zur Erzeugung eines dreidimensionalen realen Bildes oder virtuellen Bildes des ursprünglichen Gegenstandes rekonstruiert werden kann. Die Rekonstruktion ergibt sich bei Beleuchtung des Hologramms mit kohärentem Licht. Wird das Hologramm durch Anwendung des Gegenstandstrahles und des Bezugstrahles auf die gleiche Seite des Detektors erzeugt, so bezeichnet man das so erhaltene Hologramm in der Fachsprache als ein Vorwärtsstrahl-Hologramm. Zur Rekonstruktion eines Bildes des ursprünglichen Gegenstandes durch ein Vorwärtsstrahl-Hologramm wird kohärentes Licht auf das Hologramm gerichtet und der Bildstrahl wird durch das Vorwärtsstrahl-Hologramm hindurch übertragen und durch dasselbe gebrochen. Diese Technik wurde in dem Artikel "Photography by Laser* von Emmett N.Leith and Juris Upatnieks in "Scientific American* vom Juni 1965, Seiten 24-35, offenbart.

Hologramme können auch als Rückstrahl-Type hergestellt werden, wo der Gegenstandsstrahl auf die eine Seite, der Bezugsstrahl dagegen auf die andere Seite des Detektors gerichtet wird. Hologramme der Rückstrahl-Type sind in der schwebenden Deutschen Patentanmeldung B 91 824 IXa/42h offenbart. Zur Rekonstruktion von Hologrammen der Rückstrahl-Type wird Licht auf das Hologramm gerichtet und der Bildstrahl wird von dem Rück-

strahl-Hologramm reflektiert. Hologramme der Rückstrahl-Type wurden auch angegeben in "Color Holograms for White Licht Reconstruction* von J»Upatnieks,J.Marks und R.Fedorowicz,*Äpplied Physics Letter*,'Vol. 8, No. 11 (1966), Seite 286.

Bezüglich vorbekannter Verfahren wird beispielsweise verwiesen auf einen Aufsatz von Harris, Sherman und Billings "Copying Holograms" in Applied Optics, Vol. 5, No. 4, April 1966, Seiten 665,666. Dieser Aufsatz offenbart weder den Schritt der

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Erzeugung eines Interferenzmusters durch Zusammenwirken des Beleuchtungsbündels oder -strahls und einer Bild-Wellenfront vom rekonstruierten Bild noch den Schritt der Aufzeichnung des Interferenzmusters auf einem Detektor als Kopie des Hologramms, wie dies bei der Erfindung der Fall ist. Bei dieser Veröffentlichung ist der Winkel des beleuchtenden Strahls so gewählt, dass er parallel zur Richtung der Streifen in der Emulsion verläuft. Wird dabei der Beleuchtungsstrahl nicht richtig orientiert,so ergeben sich die Kopie verschlechternde

als

Schatten. Dies Verfahren ist im Aufsatz/aas beste Kopierverfahren hingestellt.

Gemäss der Erfindung werdenKopien verbesserter Qualität dahingegen erzeugt durch Beleuchtung des Originalhologramms unter solchem Winkel, dass sich ein gebeugtes Bildbündel ergibt. Somit ist das erfindungsgemäss aufgezeichnete Muster ein durch die kohärente Hinzufügung von zwei Bündeln, nämlich dem gebeugten Bildbündel und dem Beleuchtungsbündel, erzeugtes neues Interferenzmuster.

Als weiteres Beispiel yorbekannter Vorschläge wird verwiegen auf Rogers, Proceedings of Royal Society Edinburgh, Vo..63,Sec.A, 1952, pages 193-221. Rogers offenbart ein Gabor-Type Hologramm, das ein Auf-Achse und nicht, wie hier, ein Ausser-Ächse Hologramm ist. Aus Rogers ergeben sich keine Lehren zum Kopieren eines Aussex«Achse Hologramms, und dort wird nicht offenbart ein Beleuchtungsbündel monochromatischen, räumlich kohärenten Lichtes auf die Aufzeichnungsfläche des Hologramms zu richten zwecks Erzeugung eines rekonstruierten Bildes des Originalgegenstandes unter einem endlichen Winkel zum Beleuchtungsbündel und den Schritt der Erzeugung eines Interferenzmusters durch das gleichzeitige Einwirken des Beleuchtungsbündels als ein Bezugsbündel und eine Bildwellenfront vom rekonstruierten Bild.

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In Fig. 1 ist dieErfindung in Verbindung mit dem Kopieren eines Hologramms der Vorwärtsstrahl-Type veranschaulicht. Das ursprüngliche Hologramm H-, wurde in Übereinstimmung mit dem oben beschriebenen Vorwärtsstrahl-Verfahren hergestellt, und der Detektor H„, vorzugsweise in Gestalt einer nicht entwickelten Photoplatte, wird in einem vorbestimmten Abstand und parallel zum Hologramm H^ angebracht. Wie in Fig. 1 ersichtlich, sind die Aufζeichnungsflächen R, und R„, die im Falle von Photoplatten Emulsionsflächen sind, auf den linfcen Seiten des Hologramms H-, und des Detektors H^ angebracht. Der vorbestimmte Abstand zwischen den Aufζeichnungsflächen R, und R„ sollte wenigstens einige Wellenlängen betragen, und in der Praxis können das Hologramm H-, und der Detektor H« in Kontakt zueinander gebracht werden, so dass die Aufnahmeflächen R, und R„ durch einen Abstand getrennt werden, der der Dicke des Emulsionsträgers des Hologramms H-, entspricht. Z.B. werden mit einer Photoplatte, wie Kodak 649P und axt der Aufzeichnungsfläche R₂ gegen den Träger des Hologramms H-· die Aufzeichnungsflächen R, und R„ durch einen Abstand von etwa 3,175 oder 6,350 mm (1/8 oder 1/4 Zoll) getrennt sein, je nach verwendeter Plattenart. Man muss verstehen, dass in Fig. 1 der Abstand zwischen dem Hologramm H-, und dem Detektor H« grosser dargestellt wurde, um die Strahlen-Diagramme klarer zu zeigen. Dies trifft ebenfalls für die Fig. 2-4 zu.

Bei der Herstellung einer Kopie des Vorwärtsstrahl-Hologramms H₁ wird der Detektor H₉ wie in Fig. 1 gezeigt ange-

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bracht, so dass die Beleuchtung unter einem Winkel geneigt ist, damit ein helles, klares Bild von dem Hologramm H-^ erzeugt wird. In der Praxis tritt gewöhnlich keine Bildverdopplung auf, da die Emulsionen der Hologramme nicht unendlich dünn sind. Die meisten Hologramme werden wegen des Bragg-Effekt·* für die gleiche Hologramm-Orientierung nicht das virtuelle Bild und sein konjugiertes zusammen rekonstruieren; d.h., das ursprüngliche HoIo-

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- li -

gramm kann so ausgerichtet werden, dass das eine oder andere Bild optimal ist, jedoch nicht beide gleichzeitig. Wie in Fig. 1 ersichtlich, wird der Beleuchtungsstrahl I beim Auftreffen auf die Fläche R^ des Hologramms H, in einen Bildstrahl I, und den ungebrochenen oder nullter Ordnung Strahl I aufgeteilt. Der Strahl I^ erzeugt ein rekonstruiertes Bild des ursprünglichen Gegenstandes und dient somit als gegenstandserzeugender Strahl bei der Herstellung des zweiten Hologramms H,. Der Beleuchtungsstrahl I dient ausserdem als Bezugsstrahl I_Qt um mit der Bildwellenfront I^ zur Erzeugung eines Interferenzmusters zu interferieren, das von dem Detektor oder von dem zweiten Hologramm H„ aufgezeichnet wird. Hologramm-Kopien guter Qualität wurden mit der in Fig.· 1 gezeigten Anordnung und Anwendung des Lichtes eines Helium-Neon Lasers (6328 Angstrom) hergestellt.

Fig. 2 zeigt eine Abwandlung der Erfindung, worin ein ursprüngliches Hologramm H« der Rückstrahl-Type auf einem Detektor Η* kopiert wird. Man beachte in Fig. 2, dass die Aufzeichnungsflftchen R- und R* auf den rechten Seiten der Elemente H« bzw. Hj angeordnet sind. Wie in der vorangehenden Anordnung der Fig. 1 sind das Hologramm H„ und der Detektor H* parallel zueinander angebracht und durch einen vorbestimmten Abstand getrennt, der in der Praxis vorzugsweise durch die Dicke des Trägers des Hologramms Ή« bestimmt ist. In dieser Anordnung wird das ursprüngliche Rückstrahl-Hologramm H₃ durch einen Strahl I kohärenten Lichtes beleuchtet, der durch den Detektor H₄ hindurchgeht, und das von dem Hologramm H= erzeugte rekonstruierte Bild wird durch vom Hologramm H. zu der Aufzeichenfläche R₄ des Detektors H₄ reflektiertes Licht I₁ gebildet. Der Beleuchtungsstrahl I wird als Bezugsstrahl benutzt, um mit der Bildwellenfront I^ ein Interferenzmuster zu bilden. Man beachte, dass die Bildwellenfront I-, und der Bezugsstrahl I die Aufzeichenfläche R₄ von gegenüberliegenden Seiten treffen. Daher ist das auf dem Detek-

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tor H^ aufgezeichnete Interferenzmuster eine Rückstrahl-Type und wird als Rückstrahl-Kopie des Hologramms bezeichnet.

In Fig. 3 wird ein Verfahren zum Kopieren eines Vorwärtsstrahl-Hologramms Hj- gezeigt, so dass die Kopie lL· ein Verbund-Vorwärtsstrahl- und Rückstrahl-Hologramm ist. Wie in Fig. ist das Hologramm Hi-eiri Vorwärtsstrahl-Hologramm und in einer parallelen und im Abstand angeordneten Ebene.zum Detektor Hg angebracht. Die Aufzeichenflächen Rg und Rg liegen beide auf den linken Seiten der Elemente Hc bzw. Hg. Eine reflektierende Fläche, wie ein Spiegel M, wird rechts vom Detektor Hg angebracht. Die Vorwärtsstrahl Hologramm-Kopie auf dem Detektor Hg wird in gleicher Weise hergestellt, wie dies bereits in Verbindung mit' Fig. 1 beschrieben wurde. Der Beleuchtungsstrahl I trifft die Auf zeichenfläche Rg und erzeugt einen Bildstrahl I-,, der das rekonstruierte Bild des ursprünglichen Gegenstandes trägt. Der Bildstrahl I, trifft die Aufzeichenfläche 5g des Detektors H~ und interferiert mit dem Beleuchtungsstrahl, der durch das Hologramm

Hr hindurchgeht, um als Bezugsstrahl I zu dienen und ein Ino ο

terferenzmuster auf der Aufzeichenfläche Rg zu erzeugen. Dieses Interferenzmuster wird auf der Aufnahmefläche Rg als ein Vorwärtsstrahl-Hologramm aufgenommen. Ferner sieht man in Fig. 3, dass der Beleuchtungsstrahl I auch durch das Hologramm Hc und den Detektor Hg hindurchgeht, wo er die reflektierende Fläche des Spiegels M trifft und durch den Detektor H_ß hindurch auf die Aufzeichenfläche Rg reflektiert wird. Dieser reflektierte Strahl I₂ erzeugt in Verbindung mit dem Bildstrahl I-, ein zweites Interferenzmuster der Rückstrahl-Type, das vom Detektor Hg aufgenommen wird. Auf diese Weise erhält der Detektor H_c eine Verbund-Vor-

wärtsstrahl und Rückstrahl Hologramm-Kopie des ursprünglichen Hologramms Η_ς.

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Die Fig. 4 zeigt eine Anordnung ζ r Herstellung einer Verbund-Vorwärtsstrahl und Huckstrahl Hologramm-Kopie eines ursprünglichen Rückstrahl-Hologrammes. Das ursprüngliche Hologramm Hy und der Detektor Hg sind in gleicher Weise angeordnet wie vorher in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben und ein Spiegel M ist auf einer Seite des ursprünglichen Hologramms H₇ angebracht. Wie in Fig. 2 wird die Rückstrahl-Hologramm-Kopie hergestellt durch Zusammenwirken des Bei euchtungs strahl es I und des Bildstrahles I-,, der von der Aufzeichenfläche R₇ des ursprünglichen Hologramms H₇ reflektiert wird, um auf der Aufzeichenfläche Rg des Detektors Hg ein Interferenzmuster zu erzeugen. Dieses Interferenzmuster wird auf dem Detektor Hg aufgezeichnet und erzeugt eine Rückstrahl-Type. Der Beleuchtungsstrahl verläuft sowohl durch den Detektor Hg als auch durch das Hologramm Hy, wo er die reflektierende Fläche des Spiegels M trifft und durch das Hologramm H₇ zurück auf die Aufzeichenfläche Rg des Detektors Hg reflektiert wird. Dieser reflektierte Strahl I« wirkt als ein Bezugsstrahl, der mit dem Bildstrahl I interferiert, um ein Interferenzmuster der Vorwärtsstrahl-Type zu erzeugen, das auf der Fläche Rg des Detektors Hg aufgezeichnet wird. Man sieht somit, dass der Detektor Hg mit einer Verbund-Vorwärtsstrahl und Rückstrahl Hologramm-Kopie des ursprünglichen Hologramms H₇ versehen wird.

Aus dem Vorangehenden sieht man, dass Hologramm-Kopien ohne besondere Kontaktdruck-Äpparate hergestellt werden können. Es muss nur das ursprüngliche Hologramm geeignet beleuchtet werden und der Detektor, wie als Film oder Platte, in einer solchen Weise hinter das ursprüngliche Hologramm gestellt werden, dass der Detektor die ungebrochene Wellenfront und wenigstens eine der gebrochenen Wellenfronten auffängt.

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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die hier gezeigten speziellen Anordnungen beschränkt und Änderungen und Abwandlungen können innerhalb des in den beigefügten Ansprüchen umrissenen Grundgedankens der Erfindung durchgeführt werden,

Patentansprüche

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Claims

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Patentansprüche

1. Verfahren zum Kopieren eines Außer-Achse Hologramms eines Gegenstandes, gekannzeichnet durch die Schritte:

Richten eines Belcuchtungsstrahls monochromatischen,.räumlich kohärenten Lichtes unter einem Winkel auf die Aufzeichnungsfläche des Außer-Achse Hologramms, um einen gebeugten Bildstrahl unter einem endlichen Winkel in Bezug auf den Beleuchtungsstrahl zu erzeugen;

Anordnen eines Detektors so in Bezug auf das Hologramm, daß dessen Aufzeichnungsflächen wenigstens ein paar Wellenlängen voneinander enffernt sina und so aaß der Detektor den gebeugten Bildstrahl sowie den Beleuchtungsstrahl empfängt unter Erzeugung eines Interferenzmusters durch dia zusammenlaufende gegenseitige Einwirkung des als Bezugsstrahl wirkenden Bcleuchtungsstrahles und des gebeugten 3ildstrahls; und

Aufzeichnen des so uurch aie gegenseitige Einwirkung -ier beiden Strahlen erzeugten Interferenzmusters auf dem Detektor als Kopie des Hologramms.

2. Verfahren zum Kopieren eines Außer-Achse Hologramms nach

Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , äaß das vom

durch/ Hologramm erzeugte rekonstruierte Bild/den Beleuchtungsstrahl des Lichtes hergestellt wird, das durch das Hologramm gebroc_hen und hindurch übertragen wird, um eine Vorwärtsstrahl-Kopie des Hologramms zu erzeugen.

3. Verfahren zum Kopieren eines Außer-Achse Hologramms nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das vom Hologramm erzeugte rekonstruierte Bild durch das Beleuchtungsbündel des

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Lichtes hergestellt wird, der durch den Detektor hindurchgerichtet und vom Hologramm reflektiert wird, um eine Rückstrahl-Kopie des Hologramms zu erzeugen.

4. Verfahren zum Kopieren eines Außer-Achse Hologramms nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß ein Interferenzmuster erzeugt wird aus dem gebeugten Bildwellenbündel und dem Beleuchtungsstrahl, der nur durch das Hologramm hindurchgeht, und

aaß ein zweites Interferenzmuster erzeugt wird aus dem gebeugten Bildstrahl und dem Beleuchtungsstrahl, der durch den Detektor hindurch übertragen und durch einen Reflektor zum Detektor zurückreflektiert wird,

so daß eine Verbund-Vorwärtsstrahl- und Rückstrahl-Kopie des Hologramms erzeugt wird.

5. Verfahren zum Kopieren eines Außer-Achse Hologramms nach Anspruch 1, dadurch gekenn z'eichnet,

daß ein Interferenzmuster erzeugt wird aus dem gebeugten Bildstrahl und dem Beleuchtungsstrahl, der auf den Detektor trifft, und

daß ein zweites Interferenzmuster erzeugt wird aus dem gebeugten Bildstrahl und dem Beleuchtungsstrahl, der'durch das Hologramm hindurchgeht und mittels eines Reflektors zum Detektor zurückreflektiert wird,

so daß eine Vabund-Vorwärtsstrahl- und Rückstrahl-Kopie des Hologramms erzeugt wird.

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6. Verfahren zum Kopieren eines Außer-Achse lHogramms nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch

Erzeugung durch den ßeleuchtungsstrahl eines gebeugten reellen Bildstrahls;

Empfangen auf dem Detektor des gebeugten reellen Bildstrahls und des Beleuchtungsstrahls; und

Aufzeichnen das cturch die gegenseitige Einwirkung des Baleuchtungsstrahls und des gebeugten reellen Bildstrahls erzeugten Interferenzmusters als Kopie des Hologramms.

7. Verfahren zum Kopieren eines Außer-Achse Hologramms nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch

Erzeugung durch den Beleuchtungsstrahl eines gebeugten virtuellen Bildstrahls;

lüiapf angen auf dem Dataktor des gebeugten virtuellen Bildstrahls und des Belouchtungsstrahls; und

Aufzeichnen des uurch die gegenseitige Einwirkung des Beleuchtungsstrahls und des gebeugten virtuellen Bildstrahls erzeugten Interferenzmusters als Kopie des Hologramms.

3. Anordnung oder Vorrichtung zum Kopieren eines Hologramms nach einem der Anspruchs 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hologramm (H₁₊ H₃, H₅ oder H₇) im Abstand von und parallel zu einem Detektor (H₃, H₄, H_g bzw. Hg) angeordnet ist, und daß eine einen im Winkel zu den Aufzeichenflächen (R,, R₂) verlaufenden ßelGuchtungsstrahl (I) erzeugende lichtquelle auf einer Seite von Hologramm und Detektor angeordnet ist.

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9. Anordnung oder Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorwärtsstrahl-Hologramm (H^) in Richtung auf die Lichtquelle zu vor dem Detektor (H₃) angeordnet ist, und daß die Aufzeichenflächen (R,, R~) beide der Lichtquelle zugewendet sind.

10. Anordnung oder Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rückstrahl-Hologranun (H^) in Richtung des Beleuchtungsstrahls (I) hinter dem Detektor (II.) angeordnet ist, und daß die Aufzeichenflächen (R-, R₄) von Hologramm und Detektor der Lichtquelle- abgewendet sind.

11. Anordnung oder Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Lichtquelle abgewendeten Seite des Detektors (H_fi) bzw. des Hologramms (H_) eine reflektierende Fläche (Spiegel M) parallel zu und im Abstand von

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der betreffenden Aufzeich^läche (R_g bzw. R₇) angeordnet ist.

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