DE1572817A1

DE1572817A1 - Process for producing a small-area hologram

Info

Publication number: DE1572817A1
Application number: DE19671572817
Authority: DE
Inventors: Gerritsen Hendrik Jurjen; Greenaway David Leslie
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1966-04-27
Filing date: 1967-04-25
Publication date: 1970-03-05
Also published as: DE1572817B2; GB1162652A

Description

.ν.Β/Ε.ν.Β / Ε

RCA 57083RCA 57083

U^S. Serial No. 545,753U ^ S. Serial No. 545.753

Piled: April 27, I966Piled: April 27, 1966

Radio Corporation of America New York N.Y., V.St.A,Radio Corporation of America New York N.Y., V.St.A,

Method for producing a small-area hologram

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines kleinflächigen Hologrammes (im folgenden kurz "Mikrohologramm") eines Objektes, bei welchem ein höchstens 10 Quadratmillimeter großer Flächenbereich eines Aufzeichnungsträgers mit einer Strahlung (Objektstrahlung), die von dem mit räumlich kohärenter Strahlung beleuchteten Objekt ausgeht, und mit einer Bezugsstrahlung, die mit der das Objekt beleuchtenden Strahlung kohärent ist, belichtet und das stehende Interferenzmuster durch den Aufzeichnungsträger aufgezeichnet wird.The invention relates to a method for producing a small-area hologram (hereinafter referred to as briefly "Microhologram") of an object in which a maximum 10 square millimeter area of a recording medium with radiation (object radiation) emitted by the object illuminated with spatially coherent radiation goes out, and with a reference radiation which is coherent with the radiation illuminating the object, exposed and the standing interference pattern is recorded by the record carrier.

Unter einem Hologramm versteht man bekanntlieh eine aufgezeichnete Interferenzfigur, die durch InterferenzA hologram is known to be understood a recorded interference figure created by interference

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BAD ORIGiNAtBATH ORIGINAL

eines Objektbündeis, das von einer mit räumlich kohärenter Strahlung beleuchteten Objekt ausgeht, mit einem Bezugsbündel, das mit der das Objekt beleuchtenden Strahlung kohärent ist, entsteht (siehe z.B."Scientific American", Juni 1965, Seiten 24 bis 35). Hologramme können sowohl von dreidimensionalen Objekten als auch von zweidimensionalen Objekten, z.B. .Diapositiven, hergestellt werden.of a group of objects, that of a spatially coherent Radiation illuminated object emanates with a reference beam coherent with the radiation illuminating the object (see, e.g., Scientific American, June 1965, pages 24 to 35). Holograms can be both three-dimensional Objects as well as two-dimensional objects, e.g. slides.

Bisher wurde als Referenzbündel praktisch immer ein Bündel paralleler Strahlen verwendet, die dementsprechend gleiche Winkel mit der Ebene des Aufzeichnungsträgers bilden. Die das Hologramm bildenden Interferenzstreifen entstehen dadurch, daß die Strahlen des Objektbündels zum größten Teil unter anderen Winkeln auf den Aufzeichnungsträger auftreffen.So far, a bundle of parallel rays has been used as a reference bundle, and accordingly form the same angle with the plane of the recording medium. The interference fringes forming the hologram arise from the fact that the rays of the object bundle for the most part hit the recording medium at different angles hit.

Es ist bekannt, ein das holographisch abzubildende Objekt darstellendes Transparentbild mit diffusem Licht zu beleuchten oder mit einem konvergenten Strahl zu durchleuchten, wobei dann der Aufzeichnungsträger in der Nähe, jedoch nicht im Konvergenzpunkt des zur Durchleuchtung verwendeten Bündels angeordnet wird. Ein mit diffusem Licht hergestelltes Hologramm enthält redundante Information, jeder Punkt des Hologrammes enthält nämlich Information bezüglich des ganzen Transparentbildes und ermöglicht daher theoretisch die Rekonstruktion des ganzen Transparentbildes. Bei Hologrammen, die mit einem konvergenten Objektbündel hergestellt worden sind, enthalten andererseits die ver-It is known to use diffuse light to produce a transparent image representing the object to be holographically imaged to illuminate or to illuminate with a convergent beam, with the recording medium in the vicinity, but is not arranged at the point of convergence of the bundle used for fluoroscopy. One with diffused light The produced hologram contains redundant information, namely each point of the hologram contains information relating to of the entire transparent image and therefore theoretically enables the reconstruction of the entire transparent image. In the case of holograms that have been produced with a convergent object bundle, on the other hand, the

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Bchiedenen Punkte eines Hologramms Information über ver- · schiedene Punkte des Transparentbildes und reichen daher nur für die Rekonstruktion der zugehörigen Punkte des Transparentbildee aus.Different points of a hologram information about different different points of the transparency and are therefore only sufficient for the reconstruction of the associated points of the transparency the end.

Wenn man eine hologrphische Aufzeichnung mit einem Wiedergabebündel aus räumlich kohärentem, monochromatische« Licht beleuchtet, erhält man ein reelles Bild des ursprünglichen Objektes. Wenn die Verhältnisse bezüglich des Wiedergabebündels und des Hologrammes hinsichtlich Frequenz und Geometrie mit den Verhältnissen bezüglich des Referenzbündela und des Aufzeichnungsträgers bei der Herstellung des Hologrammes übereinstimmen, entsteht das reelle Bild an einer Stelle, die bezüglich des das Bild liefernden Hologrammes konjugiert zur Lage des ursprünglichen Objektes bezüglich des Aufzeichnungsträgers bei der Herstellung des Hologrammes ist. Jede Änderung der Richtung des Wiedergabebündels bezüglich der Ebene des wiedergegebenen Hologramms bewirkt dabei eine entsprechende Änderung der Lage des rekonstruierten reellen Bildes. Venn sowohl das Referenzbündel als auch das Wiedergabebündel parallele Bündel sind, hat außerdem jede Verschiebung des wiedergegebenen Holgramms bezüglich des Wiedergabebündels eine entsprechende Verschiebung des rekonstruierten reellen Bildes bezüglich des Viiedergabebündels zur Folge.If you have a holographic recording Illuminated with a playback bundle of spatially coherent, monochromatic light, a real image is obtained of the original object. If the conditions with regard to the reproduction bundle and the hologram with regard to frequency and geometry with the relationships with respect to the reference bundle and the recording medium during manufacture of the hologram match, the real image is created at a point that is related to the delivering the image Hologram conjugates to the position of the original object in relation to the recording medium during manufacture of the hologram. Any change in the direction of the display beam with respect to the plane of the display The hologram causes a corresponding change in the position of the reconstructed real image. Venn both that The reference bundle as well as the reproduction bundle are parallel bundles, furthermore, any shift of the reproduced bundle has Holgram with respect to the playback bundle a corresponding shift of the reconstructed real Image related to the playback bundle.

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Es gibt Fälle, bei denen schon kleine Änderungen der Lage des rekonstruierten reellen Bildes, die ihre Ursache in einer Bewegung des Hologramms haben, unerwünscht sind. Ein solcher Fall liegt beispielsweise bei an anderer Stelle vorgeschlagenen Hologrammabdruckkopien vor, die aus einer Vielzahl verschiedener, mit engen Abständen angeordneter Mikrohologramme bestehen (deutsche Patentanmeldung R 44 615 IXa/42h). Der Begriff "Mikrohologramm" soll hier ein Hologramm bedeuten, das eine Fläche von höchstens 10 Quadratmillimetern einnimmt. Die in den aufeinanderfolgenden Mikrohologrammen aufgezeichnete Information kann beispielsweise aufeinanderfolgenden Einzelbildern eines Kinofilmes entsprechen. Bei der Wiedergabe des Kinofllmes wird die vorgeschlagene Hologrammabdruckkopie bezüglich dee Wiedergabebündels bewegt, so daß die in den verschiedenen, aufe inanderfolgenden Mikrohologrammen aufgezeichnete Information nacheinander wiedergegeben wird. Wenn die aufeinanderfolgenden Mikrohologramme unter Verwendung von diffusem Licht hergestellt worden sind, wird das einem Mikrohologramm entsprechende reelle Bild sukzessive schwächer, während gleichzeitig das demjiächsten Mikrohologramm entsprechende. reelle Bild sukzessive heller wird, wenn das erste Mikrohologramm aus dem Wiedergabebündel heraus und das nächste Mikrohologramm in das Wiedergabebündel hinein bewegt werden. Wenn dagegen die aufeinanderfolgenden MikrohologrammeThere are cases in which even small changes in the position of the reconstructed real image are the cause in a movement of the hologram are undesirable. One such case is, for example, another Introduce proposed hologram print copies made from a variety of different closely spaced ones Microholograms exist (German patent application R 44 615 IXa / 42h). The term "microhologram" is used here mean a hologram which has an area of at most 10 Occupies square millimeters. The in the successive Information recorded microholograms can, for example correspond to successive frames of a movie. When playing the movie, the proposed hologram print copy relating to the reproduction bundle moved so that the information recorded in the various successive microholograms is played back one after the other. When the successive microholograms are made using diffuse Light have been produced, the real image corresponding to a microhologram becomes successively weaker while at the same time corresponding to the next microhologram. The real image gradually becomes brighter when the first microhologram leaves the reproduction bundle and the next Microhologram are moved into the playback bundle. If, on the other hand, the successive microholograms

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mit einem konvergenten Objektbündel hergestellt worden sind, wird nur jeweils der im Wiedergabebündel befindliche Teil der jeweiligen Hologramme rekonstruiert.have been produced with a convergent object bundle, only the one in the reproduction bundle is used Part of the respective holograms reconstructed.

Wenn das Wiedergabebündel aus parallelen Strah-.len besteht, bewegt sich aus den oben erwähnten Gründen das reelle Bild entsprechend dem aus dem Wiedergabebündel austretenden Mikrohologramm, dasselbe gilt für den Teil des reellen Bildes, der dem in das Wiedergabebündel eintretenden Teil des nächsten Mikrohologrammes entspricht. Der Betrag dieser Bewegungen hängt von den Abmessungen des Mikrohologrammes in der Bewegungsrichtung und außerdem von der Herstellungsart des Mikrohologrammes ab, also ob das Mikrohologramm mit diffusem Licht oder konvergentem Licht hergestellt worden ist. Wenn die Abmessung der einzelnen Mikrohologramme in der Bewegungsrichtung nur z.B. einen Millimeter beträgt, bewegt sich das entsprechende reelle Bild ebenfalls nur um einen Millimeter, Wie weit eine solche Bewegung des reellen Bildes stört, hängt von der Gesamtgröße des reellen Bildes ab. Wenn das reelle Bild in der Bewegungsrichtung relativ groß, z.B. einige Zentimeter oder mehr, teüglich der mit einem Millimeter angenommenen Abmessung der Mikrohologramme in Bewegungsrichtung ist, kann eine nur einen Millimeter betragende Bewegung des reellen Bildes, das gleichzeitig außerdem seine Intensität ändert, wenn das Mikrohologramm mit diffusem Licht hergestellt worden ist, in den meisten Fällen vernachlässigt werden.If the display bundle consists of parallel beams exists, for the reasons mentioned above, the real picture moves in accordance with that from the reproduction bundle exiting microhologram, the same applies to the part of the real image that enters the reproduction bundle Part of the next microhologram corresponds. The amount of these movements depends on the dimensions of the Microhologram in the direction of movement and also on the type of production of the microhologram, i.e. whether the microhologram has been made with diffuse light or convergent light. If the dimension of each Microholograms in the direction of movement is only e.g. one millimeter, the corresponding one moves Real image also only by a millimeter. How far such a movement disturbs the real image depends on the total size of the real image. If the real image is relatively large in the direction of movement, e.g. a few centimeters or more, much like the one assumed by a millimeter The dimension of the microholograms in the direction of movement can be just one millimeter Movement of the real image, which at the same time also changes its intensity when the microhologram with diffuse Light has been produced, in most cases it can be neglected.

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Es gibt jedoch Fälle, bei denen selbst kleine Bewegungen des reellen Bildes, z.B. um einen Millimeter, nicht zugelassen werden können. Dies gilt insbesondere dann, wenn das rekonstruierte reelle Bild relativ klein ist, so , daß die Abmessung des Mikrohologrammes in Bewegungerichtung * einen nennenswerten Bruchteil der entsprechenden Abmessung des reellen Bildes ausmacht. Bewegungen des reellen Bildes sind außerdem dann unzulässig, wenn eine außergeöhnlich hohe Auflösung gefordert wird und schon die geringste Unscharfe stört.However, there are cases in which even small movements of the real image, e.g. by a millimeter, cannot be admitted. This is especially true when the reconstructed real image is relatively small, see above that the dimension of the microhologram in the direction of movement * is an appreciable fraction of the corresponding dimension of the real picture. Movements of the real image are also impermissible if one is exceptional high resolution is required and even the slightest blurring is annoying.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Hologrammes eines Objektes und zur Rekonstruktion des Hologrammes anzugeben, bei dem die Lage des rekonstruierten Bildes sich ■ auch bei Bewegungen, .des das Bild erzeugenden Hologrammes praktisch nicht ändert.The present invention is therefore based on the object of a method for producing a hologram of an object and for the reconstruction of the hologram, in which the position of the reconstructed image is ■ even with movements of the hologram that creates the image practically does not change.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht* daß das bei der Herstellung des Mikrohologrammes verwendete Referenzbündel aus divergenten Strahlen besteht und einen bestimmten Divergenzwinkel hat, und daß als Wiedergabebündel ein konvergentes Bündel mit geeignetem Konvergenzwinkel . verwendet wird.This is achieved according to the invention in that that used in the production of the microhologram Reference beam consists of divergent rays and has a certain divergence angle, and that as a reproduction beam a convergent beam with a suitable angle of convergence. is used.

Bei Anwendung dieser Maßnahmen läßt sich auch, mit einem bewegten Mikrohologramm ein praktisch ruhendes Bild erzeugen.When these measures are used, a moving microhologram can also be used for a practically stationary one Create image.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert, es zeigen:The invention is illustrated below with reference to Drawing explained in more detail, it show:

Fig. la und Ib schematische Darstellungen zur Erläuterung, wie die Bewegung eines reellen Bildes zustandekomrat.» das durch ein mit einem Parallelstrahlenbündel beleuchtetes und mit einem parallelen Referenzbündel hergestelltes, bewegtes Hologramm erzeugt wird;Fig. La and Ib schematic representations for Explanation of how the movement of a real image comes about. " that illuminated by a parallel beam and a moving hologram made with a parallel reference beam is generated;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens zur Aufzeichnung eines Hologrammes;Fig. 2 is a schematic representation of an embodiment of the present method of recording a hologram;

Fig. 3 eine schematische Darstellung des vorliegenden Verfahrens zur Wiedergabe eines Hologrammes, das gemäß dem in Fig. 2 dargestellten Verfahren hergestellt wurde, wobei ein rekonstruiertes Bild entsteht, dessen Lage praktisch unabhängig von Translationsbewegungen des wiedergegebenen Hologranunes ist, undFig. 3 is a schematic representation of the present Method for reproducing a hologram produced according to the method shown in FIG a reconstructed image is created, the position of which is practically independent of translational movements of the reproduced image Hologranunes is, and

Fig. 4 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Erfindung.4 shows a graphic representation to explain the invention.

Bei der folgenden Beschreibung wird der Einfachheit halber angenommen, daß die Mikrohologramme mit diffusem Licht hergestellt werden. Für die Erfindung spielt dies jedoch keine Rolle, die Hikrohologramme könnten ebenso gilt auch mit einem konvergenten Infcrmationsbündel hergestellt werden.In the following description, for the sake of simplicity, it is assumed that the microholograms with diffuse Light. However, this does not play a role for the invention; the hikroholograms could as well is also established with a convergent information bundle will.

In Fig. la ist ein ebener Aufzeichnungsträger 100 dargestellt. Auf dem Aufzeichnungsträger IOC sind eineA planar recording medium 100 is shown in FIG. On the recording medium IOC are one

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Anzahl von Mikrohologrammen aufgezeichnet, von denen drei Mikrohologramme 102-1, 102-2 und 102-3 schematisch angedeutet sind. Beim Aufzeichnungsträger 100 ist eine Maske 104 angeordnet, die eine öffnung 106 aufweist. Anordnung und Abmessungen der Maske 104 und der öffnung 106 sind dabei so gewählt, daß die Öffnung 106 ein einzelnes Mikrohologramm, z.B. wie dargestellt, das Mikrohologramm 102-2 auszublenden gestattet.Number of microholograms recorded, three of which Microholograms 102-1, 102-2 and 102-3 are indicated schematically. The recording medium 100 has a mask 104, which has an opening 106. The arrangement and dimensions of the mask 104 and the opening 106 are chosen so that the opening 106 is a single microhologram, For example, as shown, the microhologram 102-2 is allowed to fade out.

Zur Wiedergabe der Mikrohologramme dient ein dünnes, paralleles Wiedergabebündel 108 aus räumlich kohärentem, monochromatischem Licht, das beispielsweise von einem nichtdargestellten Laser stammen kann. Bei der in Fig.la dargestellten Anordnung bildet das Wiedergabebündel 108 mit der Ebene des Aufzeichnungsträgers 100 einen Winkel ß, und das Bündel 108 ist so gerichtet, daß es den Teil des Aufzeichnungsträgers 100 durchsetzt, der durch die öffnung in der Maske 104 ausgeblendet wird. Bei der dargestellten Anordnung durchsetzt das Bündel 1C8 also das Mikrohologramm 102-2, so daß ein rekonstruiertes Bild 102-2a entsteht, das nur «*η» Information, die im Mikrohologramm 102-2 aufzeichnet ist, enthält und sich in einer Ebene, die parallel zur Ebene des Aufzeichnungsträgers ICO verläuft, zwischen Punkten a und b erstreckt.A thin, parallel reproduction bundle 108 of spatially coherent, monochromatic light, which can come from a laser, not shown, for example. With the in Fig.la The arrangement shown forms the reproduction bundle 108 with the plane of the recording medium 100 at an angle β, and the bundle 108 is directed in such a way that it penetrates the part of the recording medium 100 which passes through the opening is hidden in the mask 104. In the arrangement shown, the bundle 1C8 thus penetrates the microhologram 102-2, so that a reconstructed image 102-2a is created that only contains the "* η" information recorded in the microhologram 102-2 is, contains and is in a plane which runs parallel to the plane of the recording medium ICO between Points a and b extends.

Das wiedergesehene Bild 102-2a liegt nur dann in einer zum Aufzeichnungsträger IGO parallelen Ebene, wenn der Winkel zwischen dem Wiedergabebündel 108 und demOnly then is image 102-2a seen again in a plane parallel to the record carrier IGO when the angle between the reproduction beam 108 and the

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Aufζeichnungsträger 100 den Wert ß hat. Der Wert von Q hängt dabei jeweils von dem Winkel ab, den das bei der Herstellung des Mikrohologrammes verwendete, parallele Referenzbündel mit der Ebene des Aufzeichnungsträgers gebildet hatte.Recording carrier 100 has the value ß. The value of Q depends in each case on the angle which the parallel reference beam used in the production of the microhologram had formed with the plane of the recording medium.

Pig. Ib entspricht Fig. la in allen Einzelheiten mit der Ausnahme, daß der Aufzeichnungsträger 100 bezüglich der Maske 104 etwas verschoben wurde, so daß sich nur noch der untere Teil des Mikrohologrammes 102-2 im Wiedergabebündel 108 befindet, während gleichzeitig nun der obere Teil des Mikrohologrammes 102-3 in das Wiedergabebündel reicht. Wie Fig. 2 zeigt, hat dies eine teilweise Überlappung der mit Hilfe dieser Mikrohologramme rekonstruierten Bilder 102-2a bzw. 102-j5a zur Folge. Das rekonstruierte Bild 102-2a enthält nur Information, die im Mikrohologramm 102-2 aufgezeichnet ist, während das rekonstruierte Bild 102-jJa nur Information vom Mikrohologramm 102-;5 enthält. Da jeder Punkt eines Mikrohologrammes eine Rekonstruktion des gesamtenBildes ermöglicht, hat das rekonstruierte Bild 102-2a in Fig. Ib dieselbe Größe wie das rekonstruierte Bild 102-2a in Fig. la. Da in Fig. Ib im Gegensatz zu Fig. la jedoch nur ein Teil des Mikrohologrammes 102-2 vom Wiedergabebündel 108 durchsetzt wird, ist das wiedergegebene Bild 102-2a in Fig. Ib wesentlich blasser als das wiedergegebene Bild 102-2a in Fig. 1. Für die vorliegende Erfindung ist jedoch wesentlicher, daß das rekon-Pig. Ib corresponds to Fig. La in all details with the exception that the recording medium 100 has been shifted somewhat with respect to the mask 104, so that only the lower part of the microhologram 102-2 is located in the reproduction bundle 108, while at the same time the upper part Part of the microhologram 102-3 extends into the reproduction bundle. As Fig. 2 shows, this has a partial overlap reconstructed with the help of these microholograms Images 102-2a and 102-j5a result. The reconstructed image 102-2a only contains information that is in the microhologram 102-2 is recorded, while the reconstructed image 102-jJa only contains information from the microhologram 102-; 5. Since each point of a microhologram enables a reconstruction of the entire image, the reconstructed Image 102-2a in Fig. Ib is the same size as the reconstructed image 102-2a in Fig. La. As in Fig. Ib in contrast In relation to FIG. 1 a, however, only part of the microhologram 102-2 is penetrated by the playback bundle 108, that is reproduced image 102-2a in Fig. Ib is much paler than the reproduced image 102-2a in Fig. 1. For the present invention, however, it is more essential that the recon-

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struierte Bild 102-2a wandert, wenn das Mikrohologramm 102-2 quer zum Wiedergabebündel 108 verschoben wird. Daß rekonsbruierte Bild 102-2a befindet sich also in Pig. Ib nicht mehr zwischen den Punkten a und b wie das Bild 102-2a in Fig. la, sondern es ist um eine Strecke nach oben verschoben, die gleich der Strecke ist, um die das Mikrohologramm 102-2 in Fig. Ib nach oben verschoben wurde. Gleichzeitig erscheint das rekonstruierte Bild 102-Ja, das in Fig. la nicht vorhanden ist, in Fig. Ib zwischen Punkten, die unterhalb den Punkten a bzw. b liegen. Wenn der Aufzeichnungsträger 100 noch weiter verschoben wird, so daß das Mikrohologramm 102-3 schließlich bezüglich des Wiedergabebündeis 108 die gleiche Lage einnimmt wie das Mikrohologramm 102-2 in Fig. la, verschwindet dann das Bild 102-2a vollständig und das Bild 102-Ja nimmt nun den Platz zwischen den Punkten a und b ein wie das Bild 102-2a in Fig. la.Structured image 102-2a moves when the microhologram 102-2 is shifted across the playback bundle 108. The reconstructed picture 102-2a is in Pig. Ib not more between the points a and b like the picture 102-2a in Fig. la, but it is shifted a distance upwards, which is equal to the distance by which the microhologram 102-2 has been shifted upwards in FIG. Appears at the same time the reconstructed image 102-yes, that in Fig. la does not exist is, in Fig. Ib between points which are below points a and b. When the recording medium 100 is shifted even further, so that the microhologram 102-3 finally with respect to the playback bundle 108 the same Assumes a position like the microhologram 102-2 in Fig. La, then the image 102-2a disappears completely and the image 102-Ja now occupies the space between points a and b like image 102-2a in Fig. la.

Der Abstand zwischen den Mittelpunkten aufeinanderfolgender Mikrohologramme auf dem Aufzeichnungsträger 100 liegt gewöhnlich in der Größenordnung von nur einem Millimeter, so daß die Verschiebung der Lage des rekonstruierten Bildes eines Miicrohologrammes insgesamt größenordnungsmäßi;: ebenfalls nur einen Millimeter beträft. Da gleichzeitig das rekonstruierte Bild eines aus der Mittellage verschobenen Mikrohologrammes relativ blaß ist, kann die durch das Verschieben verursachte leichte Unscharfe oder Verwischung des wiedergegebenen Bildes, die bei Verwendung eines paral-The distance between the centers of successive microholograms on the recording medium 100 is usually on the order of only a millimeter, so the displacement of the location of the reconstructed Image of a micro-hologram overall of the order of magnitude: also only affects one millimeter. Since at the same time the reconstructed image of a shifted from the central position If the microhologram is relatively pale, the slight blurring or blurring caused by the movement may be the result of the reproduced image, which when using a parallel

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lelen Wiedergabebündels auftritt, manchmal zugelassen werden. Trotzdem ist es jedoch meistens erwünscht, die Auflösung bei der Wiedergabe bewegter Mikrohologramme dadurch zu verbessern, daß man die durch die Bewegung des Mikroholograrnmes verursachte Verschiebung dee rekonstruierten Bildes nach Möglichkeit verringert. Dies wird durch die Erfindung auf die im folgenden, beschriebene Weise/erreicht. lelen playback bundle occurs, sometimes allowed will. Nevertheless, it is mostly desirable to improve the resolution when reproducing moving microholograms to improve that one reconstructed the displacement dee caused by the movement of the micro-hologram Image reduced if possible. This is achieved by the invention in the manner described below.

Fit;. 2 zeigt schematisch ein typisches Beispiel einer geniäß den Lehren der vorliegenden Erfindung aufgebauten Einrichtung zur Herstellung von Mikrohologrammen. Ein Bündel räumlich kohärenten, monochromatischer. Lichtes 200 von einem Laser 202 wird durch einen teä!durchlässigen Spiegel 208 in zwei Teilbünde: 2l4 und 20b aufgeteilt. Aus dem Teilbündel 204 wird mittels Linsen 210, 212 ei.i Bündel 214 größeren Querschnittes hergestellt. Das Bündel 214 wird durch eine Vorrichtung 216, z.B. eine Matt- oder Cpalglasscheibe 216 diffus gemacht und fällt dann auf das holographisch aufzuzeichnende Objekt, das im vorliegenden Falle aus einem Transparentbild 216 besteht. Das Transparenttild 218, das beispielsweise ein Einzelbild eines Kinofilmstreifens sein kann, moduliert die Intensität des durchfallende:: Lichtes, das als Objektbündel 220 bezeichnet werden soll. Aus dem Objektbündel 22C wird durch eine Maske 222 mit einer öffnung 224 ein Teil ausgeblendet, der auf einen direkt hinter der Maske 222 angeordneten Aufzeichnungsträger 223 fällt.Fit;. Figure 2 schematically shows a typical example of an apparatus for producing microholograms constructed in accordance with the teachings of the present invention. A bunch of spatially coherent, monochromatic. Light 200 from a laser 202 is split into two sub-collars by a partially transparent mirror 208: 214 and 20b. A bundle 214 with a larger cross-section is produced from the partial bundle 204 by means of lenses 210, 212. The bundle 214 is made diffuse by a device 216, for example a matt or Cpal glass pane 216, and then falls onto the object to be recorded holographically, which in the present case consists of a transparent image 216. The transparent image 218, which can be, for example, a single image of a film strip, modulates the intensity of the transmitted light, which is to be referred to as the object bundle 220. A part of the object bundle 22C that falls onto a recording medium 223 arranged directly behind the mask 222 is masked out by a mask 222 with an opening 224.

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Das Teilbündel 206 wird nach Reflektion an einem Spiegel 226 durch Linsen 230, 2^2 in ein paralleles Bündel 228 größeren Querschnittes umgeformt. Aus dem Bündel 228 wird dann mittels einer Linse 2^6 ein Bündel 2jj4 erzeugt, das hinter dem Brennpunkt 2^8 der Linse 2^6 divergiert. Am Ort des Brennpunktes 2^8 wird vorzugsweise eine Lochblende 240 mit einer feinen öffnung angeordnet, um störende Einflüsse von Abbildungsfehlern der Linsen 2^0, 2^2 und 2^6 auszuschalten. Unbedingt erforderlich ist die Lochblende 240 jedoch nicht.After reflection on a mirror 226 through lenses 230, 2 ^ 2, the partial bundle 206 becomes a parallel bundle 228 larger cross-section. From the bundle 228 a bundle 2jj4 is then generated by means of a lens 2 ^ 6, that diverges behind the focal point 2 ^ 8 of the lens 2 ^ 6. At the The location of the focal point 2 ^ 8 is preferably a pinhole 240 arranged with a fine opening to avoid disruptive effects of aberrations of the lenses 2 ^ 0, 2 ^ 2 and 2 ^ 6 turn off. However, the perforated diaphragm 240 is not absolutely necessary.

Das divergierende Bündel 2}4 fällt als Referenzbündel auf die Maske 222, wie Fig. 2 zeigt, so daß durch die öffnung 224 der Maske 222 ein Teil dieses Bündels ausgeblendet und nur ein kleiner Teil des Aufzeichnungsträgers 225, der sich direkt hinter Öffnung 224 befindet, vom Be- ;:ugsbündel getfoffen wird. Dabei entsteht in dem direkt hinter der öffnung 224 der Maske 222 liegenden Teil des Aufzeichnungsträgers 225 das gewünschte, aufzuzeichnende KikrchulogramiTi. Dieses Mikrohologramm besteht aus einem Muster von Ir.terferenzstreifen, die durch die Interferenz zwischen dem divergenten Referenzbündel 2^4 und dem auf die Oberfläche des Aufzeichnungsträgers 225 fallenden Teil des Objektbündeis erzeugt werden.The diverging bundle 2} 4 falls as a reference bundle onto the mask 222, as FIG. 2 shows, so that part of this bundle is masked out through the opening 224 of the mask 222 and only a small part of the recording medium 225, which is located directly behind opening 224, from the loading ;: ug bundle is tfoff. This arises in the direct the part of the recording medium 225 lying behind the opening 224 of the mask 222 is the part of the recording medium 225 that is desired to be recorded KikrchulogramiTi. This microhologram consists of one Pattern of interference fringes caused by the interference between the divergent reference bundle 2 ^ 4 and the on the surface of the recording medium 225 falling part of the object bundle are generated.

Wie Fig. 2 zeigt, liegt das Transparentbild in einer Ebene, die einen gewissen Abstand von der Ebene des Aufzeichnungsträgers 225 hat. Das divergente Bezugs-As Fig. 2 shows, the transparency lies in a plane which is a certain distance from the plane of the recording medium 225 has. The divergent reference

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bündel 2^4 hat einen bestimmten Grad von Divergenz (Divergenzwinkel), der von der Lage des Strahluberkreuzungspunktes, also des Brennpunktes 2^8, abhängt. Bei Fig. 2 liegt der Punkt 2^8 in dem durch die Ebenen des Transparentbildes 218 und des Aufzeichnungsträgers 225 begrenzten Bereich und er hat von dem^ufgezeichneten Mikrohologramm auf dem Aufzeichnungsträger ..25 einen Abstand, der mindestens gleich dem Abstand zwischen den erwähnten beiden Ebenen ist.bundle 2 ^ 4 has a certain degree of divergence (divergence angle), which depends on the position of the ray crossing point, i.e. the focal point 2 ^ 8. In Fig. 2 is the Point 2 ^ 8 in which through the levels of the transparency 218 and of the recording medium 225 and it has the recorded microhologram on the recording medium ..25 a distance that is at least equal is the distance between the two levels mentioned.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Punkt 238, von dem das divergente Refernzbündel 234 ausgeht, ein reeller Bildpunkt. Es ist jedoch auch möglich, das divergierende Referenzbündel 2j54 mit gleichem Divergenzwinkel auch mit Hilfe einer Zerstreuungslinse anstelle der Sammellinse 236 herzustellen. Diese Zerstreuungslinse müßte dann zwischen dem Punkt 238 und dem Aufzeichnungsträger 225 auf der Achse des parallelen Bündels 228 angeordnet werden. Der Überkreuzungspunkt 2j58 wäre in diesem Falle dann ein virtueller.In the embodiment shown in FIG is the point 238 from which the divergent reference bundle 234, a real pixel. However, it is also possible the diverging reference bundle 2j54 with the same Divergence angle also with the help of a diverging lens instead of the converging lens 236. This diverging lens would then have to be between point 238 and the record carrier 225 can be arranged on the axis of the parallel bundle 228. The crossing point would be 2j58 in this one Fall then a virtual one.

Das das Mikrohologramm bildende und die Information des Transparentbildes enthaltende Interferensstreifenmuster, das mit der in Fig.2 dargestellten Anordnung mit Hilfe eines Referenzbündels bestimmten Divergenzgrades hergestellt vilva, unterscheidet sich beträchtlich von einem Interferenzstreifenmuster, das die Information desselben Transparentb Udos enthält, aber mittels eines üblichen parallelen Referenzbündels aufgezeichnet worden ist. Um ein MikrohologrammThe Interferensstreifenmuster the micro-hologram forming and containing the information of the transparency, the Vilva made with the embodiment illustrated in Figure 2 arrangement with the aid of a reference beam particular divergence degree differs considerably from an interference fringe pattern that contains the information of the same Transparentb Udos, but by means of a conventional parallel Reference bundle has been recorded. To a micro hologram

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das mit einem divergenten Referenzbündel aufgezeichnet wurde, einwandfrei wiedergeben zu können, muß ein konvergentes Wiedergaoebündel verwendet werden, wie es in B¹ ig. 3 dargestellt ist, und nicht, wie üblich, ein paralleles Wiedergabebündel. that was recorded with a divergent reference bundle to be able to reproduce properly, a convergent reproduction bundle must be used, as it is in B ¹ ig. 3 is shown, and not, as usual, a parallel playback bundle.

Die in Pig. 3 dargestellte Anordnung enthält einen Laser 30Oj der ein Bündel 3C2 monochromatischen, räumlich kohärenten Lichtes emittiert. Das Bündel 302 wird durch Linsen 3C4, 3^6 in ein paralleles Bündel 308 größeren C<,uerschnittes umgeformt. Aus dem parallen Eündel 308 wird durch eine Sammellinse 310 ein konvergentes Wiedergabebündel 312 hergestellt, das einen bestimmten Kcnvergtnzgrad (Konvergenzwinkel) hat. Das konvergente V.'iedergabebündel 312 fällt auf einen Aufzeichnungsträger 314, auf dem sich eine Reihe getrennter I'likrchologramme 316-I, 3I6-2, 31-5-3 υεν;. befind er., die in der anhand Fig. 2 beschriebenen '.-."eise hergestellt worden sind.The one in Pig. The arrangement shown in FIG. 3 contains a laser 30Oj of a bundle 3C2 monochromatic, three-dimensional emitted coherent light. The bundle 302 is through Lenses 3C4, 3 ^ 6 in a parallel bundle 308 of larger C <, cross section reshaped. The parallel bundle 308 becomes a convergent display bundle 312 through a converging lens 310 produced, which has a certain degree of convergence (angle of convergence) Has. The convergent playback bundle 312 falls onto a recording medium 314 on which there is a row separate I'likrchologramme 316-I, 3I6-2, 31-5-3 υεν ;. he is., those in the '.-. "described with reference to FIG. 2 are produced have been.

Zur Erläuterung so 1.1 angenommen v/erden, da 3 der Aufzeichnungsträger 314 mit durchfallenden Licht wiedergegeben wird. Selbstverständlich könnte auch ein reflektierender Aufzeichnungsträger verwendet werden, v:ie in dem eingangs erwähnten Vorschlag beschrieben 1st.For explanation so 1.1 should be assumed, since 3 of the Recording medium 314 is reproduced with transmitted light. Of course, it could also be a reflective one Record carriers are used v: ie in the opening mentioned proposal is described 1st.

Auf der dem einfallenden Bündel 312 abgewandten Seite des Aufzeichnungsträgerε 314 befindet sich eine Laske 318 mit einer öffnung 320, die nur denjenigen Teil 321 desA laser is located on the side of the recording medium 314 facing away from the incident bundle 312 318 with an opening 320 which only covers that part 321 of the

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V.'iedergabebündels 312 durchläßt, der dem Kilrroho logramm 310-2 zugeordnet ist. Durch das Bündel 221 wird ein Bild 322 erzeugt, das vom Aufzeichnungsträger 31- aus gesehen hinter dem Bereich (Überkreuzungspunkt) 32H, wo das Bündel seinen engsten querschnitt hat, liegt.V. lets through playback bundle 312, which is assigned to the kilogram 310-2. The bundle 221 generates an image 322 which, as seen from the recording medium 31- , lies behind the area (crossover point) 32H where the bundle has its narrowest cross-section.

Zwischen dem Überkreuzungspunkt 324 des konvergenten Wiedergabebündelo und dem rekonstruierten Bild 322 herrschen dieselben geometrischen Verhältnisse wie zwischen dem überkreuzungcpunkt 238 des divergierten Referenzbündels und dem TransparentbiId 218. Unter der spezieilen Voraussetzung, daß die !Frequenzen der bei der Aufzeichnung vom Laser 202 und bei der Wiedergabe vorn Laser 300 gelieferten Strahlungen gleich sind und das rekonstruierte B Id 322 dementsprechend die gleiche Größe und relative Lago wie das T:ansparentbild 218 hat, sind der Konvergenzgrad des konvergenten Wiedergabebündels 312 und der Divergenzgrad dec divergenten Referenzbündels 23^ identisch. Auch wenn die Frequenzen der von den Lasern 202 und 3C0 gelieferten Strahlungen verschieden sind rand das rekonstruierte Bild 322 dementsprechend eine andere Größe als das Transparentbild 21c hat, herrscht Proportionalität zwischen Jern Konvergenzgrad des V.'iedergabebündels 312 und dem Divergenzgrad de? B iju^s'oündeis 23*4, wenn sie auch nicht mehr identisch sind. Mit anderen V/ortai gesagt, ist der Konvergenzgrad des V.'iedergabebündels 31? so gewählt, daß der Überkreuzungspunkt 324 in. dem Bereich liegt, der durch die Ebenen begrenzt ist, in denen der die KikrohologrammeBetween the crossing point 324 of the convergent reproduction bundle and the reconstructed image 322, the same geometrical relationships prevail as between the crossing point 238 of the diverged reference bundle and the transparent image 218. Under the special condition that the frequencies of the recording from the laser 202 and during the reproduction in front Laser 300 supplied radiations are the same and the reconstructed B Id 322 accordingly has the same size and relative lake as the T: ansparent image 218, the degree of convergence of the convergent display bundle 312 and the degree of divergence dec divergent reference bundle 23 ^ are identical. Even if the frequencies of the radiations supplied by the lasers 202 and 3C0 are different, the reconstructed image 322 accordingly has a different size than the transparent image 21c , there is proportionality between the degree of convergence of the reproduction bundle 312 and the degree of divergence de? B iju ^ s'oündeis 23 * 4, even if they are no longer identical. In other words, is the degree of convergence of the V 'playback bundle 31? chosen so that the crossover point 324 lies in the area which is delimited by the planes in which the kikroholograms

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enthaltende Aufzeichnungsträger 314 bzw. das rekonstruierte Bild 522 liegen, und der Überkreuzungspunkt 324 vom Mikrohologramm 312 einen Abstand hat, der mindestens gleich dem Abstand zwischen diesen Ebenen ist.containing recording medium 314 or the reconstructed 522, and the crossover point 324 from Microhologram 312 has a spacing that is at least equal to the spacing between these planes.

Wenn ein Mikrohologramm mit einem divergenten Referenzbündel der anhand von Fig. 2 erläuterten Art aufgezeichnet und dann mit einem konvergenten Wiedergabebündel der anhand von Fig. 3 erläuterten Art wiedergegeben wird, ist das Problem einer Änderung der Lage des rekonstruierten Bildes als Felge einer Bewegung des wiedergegebenen Mikrohologrammes bezüglich des Wiedergabebündels, wie es anhand der Figuren la und Ib erläutert wurde, für alle praktischen Zwecke gelöst. Das wiedergegebene Bild 322 verändert seine Lage nämlich praktisch nicht mehr, wenn der das wiedergegebene Mikrohologramm tragende Aufzeichnungsträger ~y\A quer zum konvergenten Wiedergabebündel 312 bewegt wird, um das Mikrohologramm 316-3 an die Stelle des Mikrohologrammes 316-2 zu bringen.If a microhologram is recorded with a divergent reference beam of the type explained with reference to FIG. 2 and then played back with a convergent display beam of the type explained with reference to FIG with regard to the playback bundle, as explained with reference to Figures la and Ib, solved for all practical purposes. The reproduced image 322 practically no longer changes its position when the recording medium bearing the reproduced microhologram ~ y \ A is moved transversely to the convergent reproduction bundle 312 in order to bring the microhologram 316-3 in place of the microhologram 316-2.

Fig. 4 zeigt die bei der Erfindung herrschenden geometrischen Verhältnisse zwischen einem tapischen Mikrohologramm und einem typischen rekonstruierten Bild. Zur Erläuterung seil angenommen werden, daß das Mikrohologramm 400 die Form eines quadrates mit der Seitenlänge h hat, dessen Seiten parallel zur x- bzw. y-Richtung verlaufen. Das rekonstruierte 3ild 402 sei ein Quadrat mit der Seiten-FIG. 4 shows the geometrical relationships prevailing in the invention between a tapical microhologram and a typical reconstructed image. For the sake of explanation it is assumed that the microhologram 400 has the shape of a square with side length h, the sides of which run parallel to the x or y direction. Let the reconstructed picture 402 be a square with the side

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länge R, die wesentlich größer ist als h. Es sei ferner vorausgesetzt, daß das Mikrohologramm mit einem Referenzbündel geeigneten Divergenzwinkels aufgezeichnet worden sei und mit einem Wiedergabebündel geeigneten Konvergenzwinkels wiedergegeben werde. Wenn der Winkel (K in Fig. 4 der halbe Winkel zwischen· der Mitte des Mikrohologrammes 400 und einer Ecke des rekonstruierten Bildes 402 ist und das Mikrohologramm 400 um eine Strecke Δ 1 in χ- oder y-Richtung verschoben wird, beträgt die maximale Verschiebung eines Punktes im wiedergegebenen Bild 402 in x- oder y-Richtunglength R, which is much larger than h. It is also assumed that the microhologram has been recorded with a reference beam with a suitable angle of divergence and is reproduced with a reproduction beam with a suitable angle of convergence. If the angle (K in FIG. 4 is half the angle between the center of the microhologram 400 and a corner of the reconstructed image 402 and the microhologram 400 is shifted by a distance Δ 1 in the χ or y direction, the maximum shift is of a point in the reproduced image 402 in the x or y direction

sin*"sin * "

1 + sin1 + sin

Solange also CL ein relativ kleiner Winkel ist, was normalerweise der Fall sein wird, ist die maximale Verschiebung irgend eines Punktes im rekonstruierten Bild 402 entsprechend einer kleinen Verschiebung -Xl des Mikrohologrammes 400 vernachlässigbar. Da die Verschiebung der meisten Punkte des wiedergegebenen Bildes 402 wesentlich kleiner als der angegebene Maximalwert ist, kann das wiedergegebene Bild 402 als ganzes praktisch als ruhend angesehen werden.As long as CL is a relatively small angle, which will normally be the case, the maximum displacement of any point in the reconstructed image 402 corresponding to a small displacement -X1 of the microhologram 400 is negligible. Since the displacement of most of the points of the reproduced image 402 is significantly smaller than the specified maximum value, the reproduced image 402 as a whole can practically be viewed as stationary.

Da durch die im vorstehenden beschriebenen Maßnahmen nur die Einflüsse von Translationsbewegungen, nicht jedoch von ;ii,tationsbewegungen eines Mikrohologrammes ausgeschaltet werden, soll das Format der MikrohologrammeSince only the influences of translational movements, but not of ; ii, tation movements of a microhologram are eliminated by the measures described above, the format of the microholograms should

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-Ιο--Ιο-

und ihre Anordnung bezüglich des Aufzeichnungsträgers so gewählt werden, daß Drehbewegungen der Mikroholograrnme beim Durchlaufen des Wiedergabebündels möglichst klein gehalten werden. Wenn die Mikrchologramme beispielsweise, wie vorgeschlagen, längs einer Spirale angeordnet werden, soll der Mindestdurchmesser der Spiralaufzeichnung 250 mm betragen, um Drehungen der das Wiedergabebündel durchlaufenden Mikrohologramme klein zu halten. Noch günstiger ist selDstverständlich eine Anordnung, bei der die Mikrohologramme sowohl bezüglich des bei der Aufzeichnung verwendeten Referenzbündels als auch bezüglich des bei der Wiedergabe verwendeten Wiedergabebündels eine reine Translationsbewegung ausführen.and their arrangement with respect to the recording medium are chosen so that rotational movements of the microholograms be kept as small as possible when passing through the playback bundle. For example, if the micrcholograms As suggested, be arranged along a spiral, the minimum diameter of the spiral recording should be 250 mm in order to keep rotations of the microholograms passing through the reproduction bundle small. Even cheaper is of course an arrangement in which the microholograms are used both with regard to the recording Reference bundle as well as a pure translational movement with respect to the reproduction bundle used in reproduction carry out.

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Claims

1. A method for producing a small-area HoIogrammes (microhoiugrammes) of an object, in which a maximum of r.ehn ^ uadratmilliraeter large surface area of a recording medium with a radiation beam (object beam) emanating from the object to be recorded, illuminated with spatially coherent radiation, and with a Reference beam which is coherent with the radiation illuminating the object, exposed and the resulting interference pattern is recorded by the recording medium, characterized in that a reference beam (234, Fig. 2) of the same degree of divergence is used during recording, approx. When the recorded micro-hologram (316) is reproduced by lighting with a convergent multi-reproduction bundle (312), a certain degree of convergence is created, the position of which is practically independent of translational movements of the reproduced Kiktohoiograrnmes (316) with respect to the reproduction bundle (312).

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2.Verfahren according to claim 1, characterized characterized in that the object (218) and the surface area in at least approximately parallel planes lie, which have a given distance from each other, and that the divergent reference beam (2 ^ 4) is a virtual one or real convergence or crossover point (2 ^ 8) which lies in the area between the parallel planes and from the center of the mentioned surface area of the recording medium (225) has a distance which is at least equal to the distance between the parallel planes is.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the reference Tündei (2 ^ 4) and the YiJsdergabebündel (312) made of monochromatic Light of the same wavelength exist and that the degree of convergence of the display beam is equal to the degree of divergence of the reference bundle.

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