DE1572868C3 - Vorrichtung zur vervielfachten Abbildung eines Musterbilds - Google Patents

Description

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daß die Abildungen an ganz bestimmten Stellen, und gramm vorgesehen ist. Eine beliebige, vorher, be-

nur an diesen, auftreten und eine hohe Qualität auf- stimmbare gemischte Anordnung der Abbildungen der

weisen, wobei die Herstellung einfacher als bei dem verschiedenen Musterbilder ergibt sich dabei dann,

bekannten Verfahren mit wiederholter Belichtung wenn die Anordnung der Punkte des Punktmusters

mittels einer Kamera sein soll. 5 des jeweiligen Hologramms der Anordnung der zu

Ausgehend von einer Vorrichtung der eingangs erzeugenden Bilder des zugehörigen Musterbilds auf

erwähnten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfin- dem Schirm entspricht. Ob die beiden Musterbilder

dung dadurch gelöst, daß das Bildvervielfachungs- und die zugehörigen Hologramme dabei in einem

element ein Hologramm eines zweidimensionalen Schritt oder in mehreren Schritten entsprechend der

Punktmusters ist und daß das Musterbild optisch an io Anzahl der Musterbilder beleuchtet werden, ist im

die Stelle der bei der Herstellung des Hologramms Prinzip unerheblich. Ebenso spielt es im Prinzip

verwendeten Bezugsstrahlquelle tritt, entweder durch keine Rolle, ob für die Belichtung der verschiedenen

Wahl gleicher Abbildungsgeometrie vor dem HoIo- Musterbilder eine einzige oder mehrere Lichtquellen

gramm oder durch Korrektur einer Abweichung hier- herangezogen werden,

von hinter dem Hologramm. 15 Die Erfindung weist auch einen besonders ein-

Mit einem einzigen Musterbild läßt sich demnach fachen Weg zur Herstellung von Hologrammen für eine vorbestimmte Anzahl von Abbildungen an vor- die erfindungsgemäße Vorrichtung, die natürlich im gegebenen Stellen erzeugen, wenn das Musterbild mit Prinzip auch durch eine holographische Aufnahme Hilfe eines Hologramms auf dem Schirm abgebildet entsprechender Punkt- oder Lochmuster hergestellt wird, bei dem es sich um ein Hologramm eines zwei- ²° werden könnten. Einfacher ist es jedoch, wenn zur dimensionalen Punktmusters handelt, das in einer Herstellung eines für eine erfindungsgemäße Vorsolchen Weise hergestellt worden ist, daß sich scharfe richtung geeigneten Hologramms der Fouriertrans-Abbildungen des Musterbilds auf dem Schirm er- formierten eines zweidimensionalen Punktmusters auf geben und die Abbildungen an den gewünschten einem lichtempfindlichen Träger mittels eines mono? Stellen auftreten, was von der Zahl und Anordnung ²5 chromatischen Objekt- und eines ebensolchen Bezugsder Punkte des zweidimensionalen Punktmusters ab- Strahls, die auf dem Träger zur Interferenz gebracht hängt, von dem das Hologramm aufgenommen wurde. werden, der Träger für jeden Punkt des Punktmusters Wie aus dem Folgenden noch hervorgehen wird, kann einmal belichtet wird und der Winkel zwischen es sich bei dem Punktmuster um ein Muster punkt- Objekt- und Bezugsstrahl für jede Belichtung so geförmiger Löcher in einer Maske oder um ein Muster 3o ändert wird, daß die Winkeländerungen den Abentsprechend angeordneter, lichtundurchlässiger ständen der Punkte des Punktmusters voneinander Punkte handeln. Es kann ferner dahingestellt bleiben, entsprechen. Bei einem solchen Verfahren erübrigt es ob das Musterbild teilweise lichtdurchlässig oder sich, das Punktmuster selbst herzustellen,
vollständig lichtundurchlässig ist. Im ersteren Fall Im folgenden wird die Erfindung an Hand bevorwird es mit der monochromatischen Lichtquelle 35 zugter Ausführungsformen entsprechend der Zeichdurchleuchtet, im zweiten Fall wird es nur beleuchtet nung erläutert; es zeigt

und das vom Musterbild ausgehende Licht für die Fig. 1 eine schematische Darstellung einer EinHerstellung der vervielfachten Abbildung verwendet. richtung zur Erzeugung eines Musters aus mehreren

Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet es Abbildungen eines einzigen Musterbildes in einem

also, mit einer einzigen Belichtung nahezu beliebig 40 Schritt,

viele Abbildungen eines einzigen Musterbilds herzu- Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Einstellen, und zwar mit einer hohen Abbildungsqualität, richtung zur Erzeugung eines Fourier-Transforma-

Eine besonders hohe Abbildungsqualität ergibt tions-Hologramms,

sich natürlich bei Verwendung von Abbildungs- F i g. 3 eine schematische Darstellung einer erfin-

optiken, weshalb eine bevorzugte Ausführungsform 45 dungsgemäßen Einrichtung zur Herstellung eines ge-

der erfindungsgemäßen Vorrichtung dadurch ge- mischten Musters aus Abbildungen verschiedener

kennzeichnet ist, daß das Musterbild in einer ersten Musterbilder und

Brennebene einer ersten Abbildungsoptik und der F i g. 4 ein Diagramm der Lichtintensität auf einem

Schirm in einer zweiten Brennebene einer zweiten Schirm bei dessen Beleuchtung durch ein HoIo-

Abbildungsoptik liegen und daß das Hologramm so- 50 gramm. ·■■·...

wohl in der zweiten Brennebene der ersten Ab- Die Fig. 1 zeigt eine Einrichtung zur Erzeugung

bildungsoptik als auch in der ersten Brennebene der mehrerer Abbildungen eines einzigen Musterbildes,

zweiten Abbildungsoptik liegt Ein Musterbildträger 10 wird zu diesem Zweck von

Häufig ist es erwünscht, verschiedene Musterbilder einer monochromatischen Lichtquelle 11 beleuchtet,

vervielfacht abzubilden, wobei die Abbildungen 55 bei der es sich beispielsweise um einen Laser handeln

wiederum in ganz bestimmter Weise angeordnet sein kann. Dessen Lichtstrahlen passieren das Musterbild

sollen, und zwar unter Umständen auch in durch- und erzeugen ein Beugungsmuster, dessen Fourier-

mischter Anordnung, was insbesondere für die Her- transformierte mit Hilfe einer Sammellinse 13 auf ein

•stellung integrierter Halbleiterschaltungen wichtig ist, Hologramm 12 abgebildet wird. Das komplexe Licht-

wo auf einem einzigen Halbleiterplättchen eine Viel- 60 muster des Musterbildträgers 10 bildet dann hinter

zahl nur teilweise miteinander identischer Schaltun- dem Hologramm ein weiteres, komplexes Beugungs-

gen in durchmischter Anordnung zu erzeugen sind. muster. Die Fouriertransformierte dieses zweiten Mit einer »step-and-repeat-camera« lassen sich Musters wird mit Hilfe einer Sammellinse 16 auf eine

solche gemischten Abbildungsmuster nicht erzeugen, fotoempfindliche Oberfläche eines Schirms abgebil-

ebensowenig mit zweidimensionalen Gittern. Wohl 65 det, wobei es sich beim vorliegenden Ausführungsaber läßt sich dieses Problem mit Hilfe der Erfindung beispiel bei dem Schirm um ein Halbleiterplättchen

lösen, wenn bei der vervielfachten Abbildung meh- 14 handeln soll, das von einem Halter 15 in der rich-

rerer Musterbilder für jedes ein gesondertes HoIo- tigen Position gehalten wird. i

Mit dem verhältnismäßig einfachen System der Fig. 1 ist es möglich, in einem einzigen Schritt gleichzeitig mehrere Abbildungen des Musterbildes 10 auf der lichtempfindlichen Oberfläche des Halbleiterplättchens 14 zu erzeugen. Die Brennweiten der Sammellinsen 13 und 16 bestimmen die Abstände zwischen den verschiedenen Elementen der Gesamteinrichtung. So wird beispielsweise der Abstand zwischen dem Musterbildträger 10 und der Sammellinse 13 sowie der Abstand zwischen den letzteren und dem Hologramm 12 von der Brennweite dieser Sammellinse bestimmt. Entsprechend bestimmt die Brennweite der Sammellinse 16 die Abstände zwisehen Hologramm 12 und Linse 16 sowie zwischen dieser und dem Halbleiterplättchen. Die Toleranzen dieser Abstände sind nicht kritisch.

Es soll angenommen werden, daß die komplexe . Wellen-Durchlaßfunktion des Musterbildträgers 10 als f(x', y') dargestellt werden kann und daß ferner der Musterbildträger in der Brennebene x'y' der Sammellinse 13 angeordnet sei. Befindet sich auch das Hologramm 12 in einer Brennebene der Sammel-.. linse 13, nämlich der Ebene uv, dann erzeugt diese Sammellinse die Fouriertransformierte der Funktion ί(χ',Ϋ) in der κν-Ebene. Aus der Beugungstheorie sowie der Theorie der Fouriertransformationen ist bekannt, daß die Amplitude der Lichtwellen auf dem Hologramm sich darstellen läßt als

In dieser Gleichung bedeutet Z₁ die Brennweite der 20 ebene der Sammellinse 16 ist, so erzeugt diese auf

Sammellinse 13 und λ die Wellenlänge des Lichts der dem Halbleiterplättchen 14 die Fouriertransformierte

Lichtquelle 11. Hat das in der Brennebene «v ange- des Produkts F(u,v).G(u,v). Die Ebene, in der das

ordnete Hologramm 12 eine Durchlaßfunktion Halbleiterplättchen 14 liegt, ist mit xy bezeichnet und

G(u,v) dann ist die Amplitude des das Hologramm stellt eine Brennebene der Sammellinse 16 dar. Die

durchdringenden Lichtes gleich dem Produkt 25 räumliche Verteilung der Lichtamplitude auf dieser

F(u,v).G(u,v). Da die «v-Ebene auch eine Brenn- Ebene wird also angegeben durch die Funktion

00 ,

h(x,y)= J J F(u, ν) G (κ, ν) e

dud ν,

wobei /₂ die Brennweite der Sammellinse 16 ist. Entsprechend dem Faltungstheorem für Fouriertransfor-

[00 ,2ji 1 Γ λ> . 2ji

Γ Γ TT f.i ,Λ ο"'"?—tax+ mn r r -i-f—

jjF(u,v)G A_x dwdv *//<?(«,ν)e ^hx

J L mationen läßt sich die Lichtamplitudenverteilung in der ;ry-Ebene darstellen durch

2ji

dwdv,

wobei mit »*« das Faltungsintegral bezeichnet wurde. Das erste Integral in Gleichung 3 ist die mathematische Darstellung des Musters auf dem Musterbild-

f(mx, my) = J J F(u, v) e ^f'^iX dwdv,

träger 10, modifiziert durch einen Vergrößerungs-

worin m = -JJi₁ der Vergrößerungsfaktor ist Stellt g(x,y) die Fouriertransformation von G(u,v) dar, dann ist

g(x,y)=ffG(u,v)e ^Λλ dwdv,

' ' ■ CO

und Gleichung (3) kann infolgedessen geschrieben werden als

=f(mx_imy) * g(x,y) = ff f(mx",my") g(x-x",y-y") dx"dy".

Läßt sich die Fouriertransformation der Funktion G(«,v) schreiben als

^P9

— ^ap)v(y — ^b<d>

(J)

so läßt sich durch Einsetzen der Gleichung (7) in Gleichung (6) die Funktion in der .xy-Ebene schreibenals

a_v, mg—b_q), (8)

worin öp der Abstand längs der jc-Achse und b„ der Abstand längs der y-Achse sein soll. Gleichung (8) beschreibt mathematisch das ursprüngliche Muster auf dem Musterbildträger 10, das durch das Holögramm 12 verkleinert und zu einem Raster vervielfacht wurde. Die Konfiguration des Rasters wird von der Funktion G(u,v) bestimmt, und durch Variation der Ausdrücke a_p und b„ kann jedes beliebige Raster

gebildet werden. ^ -.■;,;;;-!?:;

Fig. 2 zeigt eine Einrichtung zur Herstellung des Hologramms 12 eines Musters oder Rasters punktförmiger Quellen, das der gewünschten Anordnung der Abbildungen des Musterbilds auf dem Scidrm entspricht. Hologramme werden häufig auch als nichdulierte Beugungsgitter beschrieben. Bei der üblichen Herstellung eines Hologramms wird ein Beugungsgitter auf einer fotografischen Platte dadurch herge-

stellt, daß man eine Interferenz aus einem Bezugs- deuten, und stellt man ferner die Objektwelle dar

strahl mit einem Sekundärstrahl erzeugt. Das Inter- durch die Gleichung

ferenzmuster auf der fotografischen Platte weist ο =A Q-^n^pu+b^ifi ^: (10)

keinerlei Ähnlichkeit mit dem Originalobjekt auf, je- W₁ ,.. )

doch enthält es wesentlich mehr Informationen als 5 worin A₁ die Amplitude der Objektwelle sein soll, so

eine Fotografie. Mit dem normalen Auge kann das in ist die Amplitude des Interferenzmusters in der foto-

einem Hologramm enthaltene Bild nicht erkannt wer- grafischen Platte 23 bei jeder Belichtung gleich der

den, da die sichtbare Struktur ziemlich unwesentlich Summe der rechten Seiten der Gleichungen (9) und

und das Ergebnis eines bei weitem nicht perfekten (10) und stellt sich dar als

Lichtübertragungssystems ist. Im Falle eines HoIo- io -··■ ■ ; ₂^ 2π(βρκ+/>«ν)

gramms eines Musters von Punkten kann das ur- ' α =A c~'~%*~' 4-''ä c~' fllV

sprüngliche Objekt eine Reihe von Nadellöchern sein, ν« ο ι

die im gewünschten Muster angeordnet sind. Jedoch Folgt man weiter den Erläuterungen von Gabor,

lassen sich qualitativ gute Abbildungen nicht mit so ergibt sich die Amplitudentransmission zu

einem Hologramm erzeugen, das durch die Inter- 15

ferenz einer Lichtwelle, die durch ein Muster von r _,1ΐ_ ,·^2π ,_apU j ^_r) | _c.„

Nadellöchern hindurchgegangen ist, mit einem Be- T(uv) = K₁ + K₂ 2^{e ίΐλ} cut ^fiX

zugsstrahl hergestellt wurde. p?

Bei der Anordnung nach Fig. 2 wird das HoIo- (12)
gramm dadurch erzeugt, daß man eine fotografische 20

Platte mehrfach belichtet, und zwar für jede ge- worin a_x und «₂ Konstanten sind und c · c die komwünschte Abbildung auf dem Schirm 14 einmal. Die plex Konjugierte von
in F i g. 2 dargestellte Einrichtung enthält eine Laser- _2n
Lichtquelle 17; welche einen Laserstrahl erzeugt, der _e~'j^ⁱ'""'^+bgV).
teilweise von einer reflektierenden Oberfläche, bei- 25 '
spielsweise einem Spiegel 18, so reflektiert wird, daß alle übrigen Ausdrücke wurden bereits früher erläuer auf einen weiteren Spiegel 19 trifft. Nach der Um- tert. Für die Interferenz auf der fotografischen Platte lenkung durch den letzteren wird der Strahl durch 23 ist die Richtung der Objektwelle für jede Abbileine Strahlverbreiterüngsoptik 21 verbreitert, und dungslage gegeben durch die Ausdrücke Ci₁Jf₂ und dann erfolgt eine Kollimation durch eine Kollimator- 30 b_qlf₂ in Gleichung (12), wobei a_p/f₂ ein Winkel in der linse 22. Das Licht hinter der letzteren stellt den Be- vw-Ebene ist, wie dies in F i g. 2 angedeutet wurde,
zugsstrahl dar, mit dessen Hilfe in einer fotografi- Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung des sehen Platte 23 ein Interferenzmuster erzeugt wird. Hologramms 12 besteht darin, daß man es mit einem Dazu wird noch ein durch eine öffnung im Spiegel computergesteuerten Schreiber erzeugt. Derartige 18 hindurchgehender Teilstrahl des Lasers benötigt, 35 Hologramme sind auch als sogenannte »binary matder durch einen Spiegel 24 umgelenkt und dann durch ched«-Filter und als »low-information content«-Hoeine Strahlverbreiterungsoptik 26 hindurchgeschickt logramme bekannt. Die letzteren werden von wird. Dann erfolgt eine Kollimation des Teillicht- B. R. Brown und A. W. Lohmann in Applied Strahls durch eine Kollimatorlinse 27, worauf dieser Optics, Bd. 5, S. 967 bis 969, beschrieben. Ein mit Teillichtstrahl durch einen einstellbaren Spiegel 28 40 Hilfe eines computergesteuerten Schreibers erzeugtes in Richtung auf die fotografische Platte umgelenkt Hologramm weist eine Reihe von Gitterstrichen wird. Zur Herstellung des Hologramms wird die foto- unterschiedlicher Breite und Lage auf. Obwohl die grafische Platte 23, wie schon erwähnt, für jede Ab- erwähnten Filter zur Erzeugung mehrerer Abbildunbildungslage einer Abbildung auf dem Halbleiter- gen desselben Musterbildes geeignet sind, so weist plättchen 14 einmal belichtet. Bei jeder Belichtung 45 dieses Verfahren doch einige Ungenauigkeiten auf. wird der Bezugsstrahl konstant gehalten, während der Zur Erzeugung des gewünschten Musters mit Hilfe Objektstrahl mit Hilfe des einstellbaren Spiegels 28 eines Schreibers wird der Computer mit der Funktion verstellt wird. Vor jeder Belichtung ist also der Spie- G(u,v) programmiert.

gel 28 zu verstellen. Um Abbildungen gleicher Inten- Die in F i g. 3 dargestellte Einrichtung ermöglicht

sität auf der lichtempfindlichen Oberfläche des Halb- 50 nun die Herstellung einer gemischten Anordnung von

leiterplättchens 14 sicherzustellen, muß die Beiich- Abbildungen zweier Musterbilder. Eine monochro-

tungszeit bei jeder jeweils einer Abbildungsposition matische Lichtquelle 29 beleuchtet einen ersten

entsprechenden Belichtung gleich gewählt werden. Musterbildträger 31 und erzeugt hinter diesem ein

Mit einem mit Hilfe gemäß F i g. 2 hergestellten HoIo- Beugungswellenfeld, dessen Fouriertransformierte mit

gramm lassen sich bemerkenswert gute Auflösungs- 55 Hilfe einer Sammellinse 33 auf einem Hologramm 32

werte bei der Erzeugung mehrerer Abbildungen mit erzeugt wird. Eine zweite monochromatische Licht-

der Einrichtung gemäß Fig. 1 erreichen. quelle 34 beleuchtet einen zweiten Musterbildträger

Diese Technik der Hologrammherstellung ist be- 36, hinter dem ein komplexes Beugungswellenfeld kannt als sogenannte »optische Abbildungssynthese«, entsteht, von dem mit Hilfe einer weiteren Sammelundsie wird von D. Gabor et. al. in Physics Letters 60 linse 38 auf einem Hologramm 37 ebenfalls die 18, Nr. 2, S. 116 vom 15. Mai 1965 beschrieben·. Eine Fouriertransformierte erzeugt wird. Eine Sammelderartige optische Abbildungssynthese läßt sich ma- linse 41 erzeugt schließlich die Fouriertransformierte thematisch verfolgen: Stellt man die Bezugswelle dar des Lichtwellenmusters hinter den Hologrammen 32 als und 37 auf der fotoempfindlichen Oberfläche eines R_w = A e~^i2ncuihi (9) ⁶5 Schirms, beispielsweise eines Halbleiterplättchens 39.

Die in Fig. 3 dargestellte Einrichtung arbeitet im

worin A₀ die Amplitude der Bezugswelle und cu die wesentlichen in der gleichen Weise wie die Einrich-

Lage des Bezugsstrahls bezüglich der wv-Ebene be- rung nach Fig. 1. Die Gleichungen (1) bis (8) gelten

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für die Herstellung eines Musters von Abbildungen genüber der-in.-Fig.!-dargestellten geringfügig;gedes ersten Musterbildträgers 31, sie: gelten aber auch ändert ist. Zu diesem Zweck wird das Halogramm 12 für die Erzeugung der Abbildungen des zweiten durch eine fotografische Platte ersetzt, die mehrere Musterbildträgers 36. Im wesentlichen stellt daher Hologramme enthält, und zwar für jedes der als Vor_T die Einrichtung gemäß F i g. 3 lediglich eine Ver^ ;'5 lage dienenden Musterbilder jeweils ein Hologramm, dopplung <äer in Fig. 1 dargestellten Einrichtung dar, Die Sammellinse 13 muß dann so einstellbar sein, daß um ein gemischtes' Äbbildungsmuster zu erzeugen. sie am jeweiligen Hologramm die Fouriertransfor-Der 'Unterschied ist lediglich ider, daß die Holo- xnierte der Lichtwelle hinter dem Musterbild 10 ergramme 32 und 37 auf derselben Fotoplatte erzeugt zeugt. Um nun ein gemischtes Muster von Äbbildunwurdenund daß die Sammellinse 41 die Fouriertrans- io geh herzustellen, werden die,verschiedenen Musterf formierte beider komplexer Wellenfelder auf der bilder jeweils einzeln in die *y-Ebene gebracht, WOt₇ fotoempfindlichen Oberfläche des Halbleiterplätt- auf die Sammellinse 13 so eingestellt wird, daß die chens 39 erzeugt.· ϊ'·' '■ : Fouriertransformierte auf dem gewünschten Ηοΐοτ

Die Hologramme 32 und 37 werden aber jeweils gramm entsteht. Die untereinander gleichen Abbilj

gesondert auf der fotografischen Platte hergestellt, is düngen eines jeden als Vorlage dienenden Musterbil₇

beispielsweise mit⁷ Hilfe einer Einrichtung, wie sie die des werden für sich und gleichzeitig.auf der fotoemp_T

Fig. 2 darstellt. Selbstverständlich könnten auch findlichen Oberfläche des Halbleiterplättchens 14 er_T

mehr als zwei Hologramme auf derselben Fotoplatte zeugt, so daß bei der Erzeugung von Abbildungen

hergestellt werden, sofern Abbildungen von mehr als dreier als Vorlage dienender Musterbilder drei ge-

zwei Musterbildern auf demselben Halbleiterplätt- «o trennte Schritte erforderlich sind. , . ,

chen 39^: erzeugt werden sollen. Für vier Musterbilder Eine weitere Möglichkeit der Abwandlung der Ein_r

sind also vier Hologramme auf einer Fotoplatte her- richtung gemäß Fig. 1 für die Erzeugung eines ge₇

zustellen. mischten Musters von Abbildungen besteht darin, das

Fig. 4 zeigt den Verlauf der Lichtamplitude in Hologramm 12 durch eine Fotoplatte zu ersetzen, die

einem Element der *y-Ebene, wenn zwischen den *5 mehrere Hologramme enthält, und zwar für jedes

Linsen 13 und 16 ein Hologramm angeordnet wird. der als Vorlage dienenden Musterbilder ein HoIq-

Das Lichtmuster hinter einem Hologramm bildet be- grämm. Die Sammellinse 13 bleibt ortsfest eingebaut,

stimmte und getrennte irreguläre Muster in jeder ge- und eine Maske wird über der fotografischen Platte

wünschten Abbildungslage. Das Wellenmuster für angebracht, um alle Hologramme bis auf eines abzu_T

jede Abbildung ist sehr schmal und tritt lediglich an 30 decken. Auch dieses Verfahren benötigt mehrere

der Stelle der Abbildung auf. Infolgedessen kombi- Schritte, da jedes Musterbild getrennt in diexy-Ebene

'nieren die-verschiedenen Abbildungen eines einzigen. gebracht und mit der Lichtquelle 1 beleuchtet werden

Musterbildes nicht mit denjenigen eines anderen muß. ·

Musterbildes, so daß ein Muster oder Raster aus Einer der Vorteile der erfindungsgemäßen Einrichr

mehreren Abbildungen verschiedener Musterbilder 35 tung besteht darin, daß ein Muster, d.h. eine be-

mit Hologrammen herstellbar ist stimmte Anordnung mehrerer Abbildungen mit Hilfe

Mit der in Fig.3 dargestellten Einrichtung können eines einzigen Musterbildes hergestellt werden kann, die verschiedenen Abbildungen der unterschiedlichen ohne daß ein Originalmuster, d. h. eine getreue VorMusterbilder entweder gleichzeitig oder nacheinander lage des Abbildungsmusters hergestellt werden muß. hergestellt werden. Bei gleichzeitiger Herstellung wer- 40 Sollte jedoch die Herstellung eines solchen Originalden die Musterbilder 31 und 36 gleichzeitig beleuch- musters wünschenswert sein, so kann das Halbleitertet und bilden in einem einzigen Schritt auf dem plättchen in der xy-Ebene durch eine fotografische Halbleiterplättchen 39 das gewünschte Abbildungs- Platte ersetzt werden. In jedem Fall ist die Wirkungsmuster. Es ist aber auch möglich, die beiden Muster- weise der Einrichtung gleich; der Musterbildträger bildträger 31' und 36 nacheinander und getrennt zu 45 wird von einer monochromatischen Lichtquelle be_r beleuchten, so daß in einem Schritt nur die Abbildun- leuchtet, und die Fouriertransformierte der Lichtweligen des jeweils beleuchteten Musterbildträgers auf leh hinter diesem als Vorlage dienenden Musterbild dem Halbleiterplättchen 39 entstehen. Nach der Her- wird auf der Oberfläche eines Hologramms erzeugt, stellung des-ersten Musters wird dann der zweite Durch die Kombination des Hologramm-Musters Müsterbiidfräger beleuchtet, wodurch dann das ge- 50 oder -Rasters mit der Fouriertransformierten der mischte Abbildungsmuster entsteht. Lichtwellen hinter dem Musterbild entsteht eine Αηρ

Ein gemischtes Muster von Abbildungen kann auch Ordnung aus mehreren Abbildungen auf einem

noch mit einer Einrichtung erzeugt werden, die ge- Schirm. _: ._:

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1 2 Patentansprüche: vder Punkte des Punktmusters voneinander entsprechen.

1. Vorrichtung zur vervielfachten Abbildung _/ 5

eines Musterbilds auf einem Schirm, mit minde- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur ver-

stens einer monochromatischen Lichtquelle, in vielfachten Abbildung eines" Musterbilds auf einem

deren Strahlengang das Musterbild liegt, sowie Schirm, mit mindestens Heiner monochromatischen

mit einem Bildvervielfachungselement und einem . Lichtquelle, in ^eren.Strahlengang das Musterbild

Schirm, die hintereinander im Strahlengang des io liegt, sowie mit einem Bildvervielfachungselement

vom Musterbild ausgehenden Lichts liegen, da- und einem Schirm, die hintereinander im Strahlen-

durch gekennzeichnet, daß das Bild- gang des vom Musterbild ausgehenden Lichts liegen.

Vervielfachungselement (12; 32, 37) ein HoIo- Es ist schon eine Vorrichtung bekanntgeworden

gramm eines zweidimensionalen Punktmusters ist (britische Patentschrift 699 712), die sich grundsätz-

und daß das Musterbild optisch an die Stelle der 15 Hch für eine vervielfachte Abbildung eines Muster-

bei der Herstellung des Hologramms verwendeten bilds auf einem Schirm eignet. Bei dieser bekannten

Bezugsstrahlquelle. tritt, entweder durch Wahl Vorrichtung wird ein Musterbild beleuchtet und auf

gleicher Abbildungsgeometrie vor dem HoIo- ein zweidimensionales Gitter abgebildet, so daß auf

gramm oder durch Korrektur einer Abweichung einem hinter diesem Gitter angeordneten Schirm ein

1 hiervon hinter dem Hologramm. 2° gleichmäßiges Raster aus Abbildungen des Muster-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- bilds entsteht. Allerdings wird bei der bekannten kennzeichnet, daß das Musterbild (10) in einer Vorrichtung nur eine dieser Abbildungen weiterver- ■ , ersten Brennebene einer ersten Abbildungsoptik wendet, während alle übrigen Abbildungen durch den C (13) und der Schirm (14) in einer zweiten Brenn- Schirm ausgeblendet werden.

ebene einer zweiten Abbildungsoptik (16) liegen ²5 Bei der Herstellung integrierter Schaltungen be-

und daß das Hologramm (12) sowohl in der zwei- steht nun häufig die Notwendigkeit, ein Musterbild in

ten Brennebene der ersten Abbildungsoptik als ganz bestimmter Weise so zu vervielfachen, daß seine

auch in der ersten Brennebene der zweiten Ab- Abbildungen nur an ausgewählten Stellen auf einem

bildungsoptik liegt. Halbleiterplättchen erscheinen, das zuvor mit einer

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- 30 Fotoresistschicht versehen worden ist. Die Erzeukennzeichnet, daß die Anordnung der Punkte des gung von Abbildungen desselben Musterbilds nur an Punktmusters der Anordnung der zu erzeugenden bestimmten, ausgewählten Stellen eines Schirms ist Bilder auf dem Schirm (14; 39) entspricht. jedoch mit der bekannten Vorrichtung nicht möglich.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- In diesem Zusammenhang muß noch darauf hingekennzeichnet, daß die erste Abbildungsoptik zwi- 35 wiesen werden, daß die Anforderungen an die Abschen Musterbild und Hologramm eine erste bildungsqualität bei der Herstellung integrierter Linse (13; 33, 38) zur Erzeugung der Fourier- Halbleiterschaltungen außerordentlich hoch sind, und transformierten des Musterbilds auf dem HoIo- bisher mußten die Abbildungsmuster, die eine Abgramm hat und daß die zweite Abbildungsoptik bildung eines Musterbilds mehrfach enthalten, mit zwischen Hologramm und Schirm eine zweite 40 Hilfe komplizierter Kameras aufgenommen werden. Linse (16; 41) zur Erzeugung der Fouriertrans- Da jedoch für die Erzeugung jeder einzelnen Abformierten der hinter dem Hologramm auftreten- bildung jeweils eine Aufnahme mit dieser Kamera den Lichtwellenfront auf dem Schirm aufweist. gemacht werden muß, ist dieses bekannte Verfahren

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- außerordentlich zeitraubend, wenn man daran denkt, ( kennzeichnet, daß bei der vervielfachten Abbil- 45 daß nicht selten Muster mit 30 · 30 Abbildungen dung mehrerer Musterbilder (31, 36) für jedes ein hergestellt werden müssen, was bedeutet, daß gesondertes Hologramm (32, 37) vorgesehen ist. 900 Aufnahmen zu machen sind, wobei für jede Be-

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge- lichtung das Musterbild mit einer Genauigkeit von kennzeichnet, daß die Anordnung der Punkte des 2,5 · 10~³ mm in eine bestimmte Lage gebracht wer-Punktmusters des jeweiligen Hologramms der 50 den muß.

Anordnung der zu erzeugenden Bilder des züge- Ein weiteres bekanntes System zur vervielfachten

hörigen Musterbilds auf dem Schirm entspricht. Abbildung eines Musterbilds arbeitet mit einer Loch-

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- reihen-Kamera. Diese weist eine Maske auf, die mit kennzeichnet, daß der Schirm lichtempfindlich ist, einem Muster mit großer Präzision in bestimmten insbesondere ein mit einem Fotoresistmaterial be- 55 Lagen angeordneter Öffnungen einheitlichen Durchschichtetes Halbleiterplättchen. messers versehen ist. Die Auflösung bei Abbildungen,

8. Verfahren zur Herstellung eines für eine die mit dieser bekannten Vorrichtung hergestellt Vorrichtung nach Anspruch 1 geeigneten HoIo- werden können, wird von der Größe der öffnungen gramms der Fouriertransformierten eines zwei- sowie von deren Abstand zur Maske bestimmt. Die dimensionalen Punktmusters auf einem licht- 60 optischen Eigenschaften einer Lochkamera sind "je* empfindlichen Träger mittels eines monochroma- doch äußerst schlecht, so daß die Abbildungsqualität tischen Objekt- und eines ebensolchen Bezugs- unter derjenigen bei Verwendung der vorstehend be- ^:K., Strahls, die auf dem Träger zur Interferenz ge- sprochenen, sogenannten »step-änd-repeat-camera« „-V bracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß der liegt. Andererseits hat diese Lösung jedoch den Vor- J-; Träger für jeden Punkt des Punktmusters einmal 65 teil der Einfachheit und der Billigkeit. /^ belichtet wird und der Winkel zwischen Objekt- . Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, eine ,. und Bezugsstrahl für jede Belichtung so geändert Vorrichtung zu schaffen, mit der mindestens ein wird, daß die Winkeländerungen den Abständen Musterbild beliebig so vervielfältigt werden kann,