DE1572872A1 - Verfahren zur Herstellung eines Hologramms sowie Einrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Description

8 MÜNCHEN 27, DEN

United Aircraft Corporation, 400 Hain Street, East Hartford, Connecticut, 0610ä, V₀St.Ao

Verfahren zur Herstellung eines Hologramms sowie Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft Hologramme und insbesondere Einrichtungen sowie Verfahren, bei denen Hologramme mit einem von einem Objekt abgestrahlten licht erzeugt werden, das durch eine breite, nicht kohärente Idchtquelle beleuchtet bzw. bestrahlt ist. Ein besonderes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung sieht eine neue Prismenanordnung zur Erzeugung von Hologrammen vor_e

Als Hologramm eines Objekts bezeichnet man die Aufzeichnung der durch das Objekt gestreuten Wellen des im wesentlichen mit monochromatischem Licht bestrahlten Objekts. Insbesondere ist das Hologramm eine Aufzeichnung der gestreuten !fellen, das derart hergestellt wird, daß es sowohl eine Information über die Phase als auch über die Amplitude der Wellen ent-

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hält. Eine transparente fotografische Aufzeichnung des Wellenbildes erzeugt ein Abbild des ursprünglichen Gegenstandes, wenn sie in den Weg eines gerichteten Lichtbündels gebracht wird β Anders ausgedrückt bedeutet dies, daß das Beugungsbild des Hologramms unter entsprechenden Bedingungen zum Teil aus einem Abbild des Objekts besteht, welches das Hologramm erzeugte.» Ein derartiges Abbild v/ird als rekonstruiertes Abbild bezeichnete

Bei einem üblichen Hologrammsystem wird das von einer kohärenten Lichtquelle abgestrahlte Licht in zwei Bündel geteilt, die auf verschiedenen Wegen zum Hologrammfilm gelangen· Das eine Lichtbündel dient zur Bestrahlung des im Weg dieses Lichtbündels angeordneten Objekts· Das andere Lichtbündel dient als sogenanntes Referenzbündele Die durch das Objekt gestreuten Wellen überlagern sich mit dem Referenzbündel und erzeugen ein komplexes Interferenzbild, das auf den Film aufgezeichnet und als Hologramm des Objekts bezeichnet wird· Ein System dieser Art ist im wesentlichen ein Interferometer, bei dem sich das Objekt in einem der beiden Wege der I&chtbündel befindet·

Die erfindungsgemäßen Eologrammsysterne benötigen zur Erzeugung der Hologramme ebenfalls eine Interferometeranordnung· Allerdings unterscheiden sich die erfindungsgemäßen Systeme bzw« Einrichtungen von den üblichen Einrichtungen dadurch

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vorteilhaft, daß das Objekt nicht in das Interferometersystem eingeschlossen, sondern vor diesem angeordnet ist. Das von jedem Punkt des Objekts abgestrahlte Licht tritt zunächst in das Interferometersystem ein, wonach es in zwei Iiichtbündel unterteilt wird, die auf getrennten Wegen zum Film gelangen und dort zur Erzeugung eines elementaren Hologramms interferieren, das den Objektpunkt darstellt, von dem die beiden Lichtbündel kommen» Palls die Bestrahlung des Objekts von Punkt zu Punkt inkohärent ist, wirkt jeder Punkt des Objekts getrennt und erzeugt in dieser Weise und zwar unabhängig von sämtlichen übrigen Punkten sein eigenes elementares Hologramme Die Zusammensetzung dieser elementaren Hologramme für sämtliche Objektpunkte bildet das Hologramm des Objekts»

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Hologramms zu schaffen, bei dem die Bedingung, daß die Bestrahlung des Objekts praktisch nicht kohärent ist, eine notwendige Bedingung bildete Eine weitere notwendige Bedingung ist, daß die elementaren Holo« gramme für unterschiedliche Objektpunkte voneinander unterscheidbar sind« Diese Bedingung führt zur Schaffung neu ausgebildeter Interferometersysteme. In den bevorzugten Ausführungsbelspielen nach der Erfindung ähneln die elementaren Hologramme sinusförmigen Rastern_f die jeweils entweder durch

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einen Unterschied in ihrer Orientierung oder einen Unterschied in ihrer Interferenzstreifendichte (spatial frequency), d.ho der Anzahl von Interferenzstreifen pro Längeneinheit oder beides unterscheidbar sind.

Die Tatsache, daß die Bestrahlung bzwo Beleuchtung des Objekts durch inkohärentes Licht erfolgen kann, bildet einen der durch den Anmeldungsgegenstand erzielbaren wesentlichen Vorteile und ermöglicht es, durch ein Licht einer breiten (nicht punktförmigen) inkohärenten Strahlungsquelle ein Hologramm zu erzeugen. Hierdurch erübrigt sich die Verwendung einer intensiven kohärenten Lichtquelle wie einer Laserstrahlquelle, welche für die bisher bekannten Hologrammsysteme die einzige geeignete Lichtquelle ist_e Der Vorschlag nach der Erfindung ermöglicht es, Hologramme bei jeder Wellenlänge einschließlich den Wellenlängen im ultravioletten Bereich herzustellen, für die eine breite, inkohärente quasi monochromatische Lichtquelle angemessener Leistung zur Verfügung steht. Da ein leuchtender Körper normalerweise von Punkt zu Punkt inkohärentes Licht abstrahlt, kann dieser Körper - vorausgesetzt, daß zur quasi monochromatischen Ausbildung des Lichts ein schmalbandiges Filter verwendet wird - mit seinem Eigenlioht ein Hologramm erzeugen·»

Die Interferometersysterne nach der Erfindung können als Einrichtungen zur Bildung zweier Abbilder des Objekts betrach-

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tet werden, die als Scheinquellen der elementaren Bündelpaare wirken, die zur Erzeugung der elementaren Hologramme zur Interferenz gebracht werden. Erfindungsgemäß können daher Hologramme erzeugt werden, wenn zwei Abbilder eines inkohärenten Objekts als die Scheinquellen der interferierenden Lichtbündel verwendet werden_e

Bei den Einrichtungen nach der Erfindung ist kein Interferenzbündel erforderlich, da das zur Erzeugung des Hologramms einzig benötigte Licht vom Objekt kommt und daher Hologramme ohne Zurhilfanahme ßines Referenzbündels erzeugt werden. Die Ausschaltung des Referenzbündels bietet zahlreiche Vorteile. Einer dieser Vorteile besteht darin, daß das Objekt im Abstand zum Hologrammsystem angeordnet sein kann, weshalb ein einer Kamera analoges, als Hologrammkamera bezeichnetes Hologrammsystem geschaffen werden kann.

Ein weiterer durch die Ausschaltung des Referenzbündels bedingter Vorteil besteht darin, daß das Objekt während der Belichtungsdauer nicht völlig ruhig gehalten werden mußο Falls bei den bereits bekannten Systemen ein lichtundurohlässiges Objekt verwendet wird, muß in dessen Nähe ein Spiegel angeordnet werden, um ein Referenzbündel zu erzeugen. Zur Erzeugung des Hologramms wird das vom Objekt zurüokgestreute Bündel mit dem vom Referenzspiegel reflektierten Bündel überlagert. Bei dieser Anordnung ändert eine axiale Verschiebung des

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Objekts relativ zum Spiegel den relativen Phasenwinkel der beiden Wellen, wodurch das Hologrammbild ausgelöscht werden kann, wenn die Verschiebung ein 7,62 Millionstel eines Zentimeters erheblich überschreitet. Das System nach der Erfindung unterliegt keinen derartig kritischen Toleranzen» Die an die Unbeweglichkeit des Objekts gestellten Toleranzen entsprechen beim Gegenstand nach der Erfindung im wesentlichen den entsprechenden Forderungen, die an ein gewöhnliches fotografisches Objekt gestellt werden». Durch den Vorschlag nach der Erfindung erübrigt sich somit die Forderung nach strenger Bewegungsbeschränkung des Objekts.

",/ei.tere Merkmale und Vorteile des Gegenstandes nach der Erfindung sind aus der nachfolgenden Erläuterung der in den Figuren dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele des Gegenstandes nach der Erfindung ersichtlich. Darin zeigt:

Fig»1 eine perspektivische, zur Veranschaulichung des Prinzips dienende Darstellung eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung;

Fig.2 einen Querschnitt durch das System nach Fig«1, wobei die Strahlenwege bzw· Wege der Identbundel stärker hervorgehoben sindf

Fig.3 ein weiteres Ausführungsbeiapielj

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3?ig.4A, 4B, 4C, 4D und 4E ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der Erfindung, das eine unterschiedliche Prismenanordnung aufweist;

]?ig.5A, 5B und 50 eine Seiten-, Stirn- bzw« Unteransicht eines neuen Prismensystems;

Figo6 eine schematische Darstellung des Verfahrens zur Rekonstruktion des Hologramms.

Die !Figur 1 zeigt ein als Hologrammkamera ausgebildetes bevorzugtes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung« Bin Objekt 10 ist als ein Buchstabe ¹¹P" ausgebildet, der - so sei zur Veranschaulichung angenommen - bei lichtundurchlässigem Hintergrund als klarer Buchstabe auf einem PiIm aufgedruckt sei. Die Bestrahlungs- bzw. Beleuchtungsquelle befindet sich betrachtet in Zeichnungsebene - links vom Objekt und ist als breite, inkohärente quasi monochromatische Lichtquelle wie z.B. ein gesinterter Quecksilberlichtbogen ausgebildete Die solcherart geschaffene Beleuchtung des Objekts ist in dem Sinne als nicht kohärent zu betrachten, daß die Kohärenzbereiehe, obgleich schließlich benötigt, mindestens, so schmal sind als die in der Objektebene aufzulösenden Intervalle.

Vom Objekt abgestrahltes Licht gelangt durch eine Einlaßöffnung 12 der Hologrammkamera und tritt in ein Prismensystem

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14, 18 ein, zwischen dessen einzelnen Prismen eine teilweise reflektierende Schicht 34 angeordnet iste Das Prismensystem nach Figur 1 dient zur Schaffung zweier Spiegelbilder 22, 24 des Objekts, die als die Scheinquellen von Lichtbündeln 26,"28 wirken, die vom oberen Ende des Prismensystems kommen. Diese Lichtbündel werden vor ihrem Auftreffen auf einen fotografischen Film 32,auf dem sie das gewünschte Hologrammbild des Objekts erzeugen, durch eine Feldlinse 30 ausgerichtet. Die beiden Spiegelbilder 22, 24 des Objekts bilden eine zusammengesetzte Figur, die zu einem mit 0' bezeichneten Punkt symmetrisch ist. Diese inverse Beziehung beruht auf der Tatsache, daß das eine Abbild 22 invertiert und das andere Abbild 24 revertiert war. Die Art, in der die elementaren Hologramme gebildet sind, ist zu ersehen, wenn die Spiegelbilder 22, 24 als die unmittelbaren Quellen der interferierenden Lichtbündel und das Prismensystem als nicht vorhanden betrachtet werden« Zu diesem Zweck sei beispielsweise auf einander entsprechende Punkte A¹ und A" der Abbilder 22 bzw_e 24 > hingewiesen. Da beide Punkte A¹ und A" Abbilder eines Punktes A im Objekt 10 sind, sind sie zueinander kohärent, weshalb ihre zugehörigen elementaren Lichtbündel zur Erzeugung eines elementaren Hologramms zur Interferenz gebracht werden.können. In gleicher Weise bilden die mit B¹ und B" bezeichneten Punkte Abbilder eines Objektpunktes B, weshalb ihre zugehörigen elementaren Bündel zur Erzeugung eines elementaren Hologramms ebenfalls zur Interferenz gebracht werden können· Jeder Punkt

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des Objekts erzeugt daher sein eigenes elementares Hologramme

Die Notwendigkeit, das Objekt nioht kohärent zu beleuchten, kann mit Hilfe der in Figur 1 dargestellten Punkte A und B erläutert werden· Falls angenommen wird, daß die Punkte A und, B im Unterschied zur verstehenden Beschreibung zueinander kohärent sind, dann sind sämtliche Punkte A¹, A", B¹ und B" in den Spiegelbildern 22, 24 kohärent, wobei die von diesen Punkten abgestrahlten lichtbündel in jeder möglichen Kombi-, nation interferieren können. Zu den gewünschten Kombinationen A*, A^M und B,¹, B^M treten hierbei die unerwünschten Kombinationen Ĺ, B¹, A·, B^H, Aⁿ, B*- und A°, B" hinzu. Diese unerwünschten Kombinationen erzeugen unechte Hologramme, die wiederum unechte Bildpunkte in den rekonstruierten Abbildern erzeugen· Diese unechten Wechselwirkungen müssen vermieden werden, was durch eine im wesentlichen nicht kohärente Beleuchtung des Objekts erfolgt· Sine im wesentlichen nicht ko—. härente Beleuchtung des Objekts läßt sich auch erzielen, wenn jeder Punkt des Objekts einsein und in zeitlicher Folget beleuchtet wird·

Der Charakter der elementaren Hologrammbilder ist unter Zurhilfenahme der Figur t mühelos berechenbar· Bei der Anordnung nach dieser figur befindet sich das Objekt 10 in seiner be«* vorzugien Stellung, d.a. in der vorderen Brennebene der Feldlinse 30» so daß die divergenten Bündel, die von den Punkten

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A¹ und A" zu kommen scheinen, durch die Peldlinse 30 gerichtet werden und auf den Film 32 als zwei öbene Yfellen auftreffen· Diese beiden ebenen Wellen schneiden sich in einem Winkel und erzeugen daher ein Interferenzbild, das die Form eines sinusförmigen Rasters aufweist· In gleicher Weise erzeugen die beiden Lichtbündel, die scheinbar von den Punkten B¹ und Bⁿ kommen, ein sinusförmiges Rasterbild» Bs ist selbstverständlich, daß sich die Interferenzstreifen für die Punkte B¹, Bⁿ in ihrer Orientierung von dem Interferenzstreifen für die Punkte A¹, A^w unterscheiden müssen, da die Achsen B¹, Bⁿ und A¹, A^w unterschiedlich ausgerichtet sind. Der Azimutwinkel eines Punktes in der Objektebene wird daher durch die Orientierung der Interferenzstreifen in seinem elementaren Hologramm wiedergegeben. Es ist offensichtlich! daß das Interferenzbild für die Punkte B·, B^M mehr Interferenzstreifen pro Längeneinheit besitzt als das interferenzbild für die Punkte A¹, A", da die Interferenzstreifendiehte (spatial frequency) für dieses Punktepaar de» Abstand zwi~ sehen den beiden Punkten dieses Paares angenähert proportional ist. Da die beiden Spiegelbilder 22 und 24 zum Punkt 0* symmetrisch sind, ist die Interferenzstreifendichte $&r ein Paar einander zugeordneter Punkte, wie z.B. A¹, A", etwa proportional zur radialen Verschiebung OA¹»oder Oi* und damit auch au. OA in der Objektebene proportional. Me radiale Koordinate eines Punktes in der Objektebene relativ zum Punkt wird daher durch die Interferenzstreifendiohte der Interfet-

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rensstreifen in seinem elementaren Hologramm wiedergegeben.

In der Anordnung nach Figur 1 befindet sich das Objekt 10 vollständig auf der einen Seite der optischen Achse, wodurch sich die beiden Spiegelbilder 22, 24 nicht überlappen. Diese Forderung muß. eingehalten werden, um ein zufriedenstellend rekonstruiertes Abbild zu erhalten, da - wie aus Figur 6 ersichtlich - tatsächlich zwei exakt den beiden Spiegelbildern 22, 24 entsprechende rekonstruierte Abbilder vorhanden sind. Wenn sich die beiden Spiegelbilder überlappen, überlappen sich auch die beiden rekonstruierten Abbilder, was unerwünscht ist·

Es dürfte dem Fachmann klar öein, daß die in Figur 1 gezeigten dachartig ausgebildeten Prismen durch Spiegel und das das Mchtbündel aufspaltende Prisma durch einen ebenen, das Lichtbündel aufspaltenden Spiegel ersetzt werden können.

Die Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch das System nach Figur 1,aus dem. die Betriebsweise des Prismensystems anhand eines Strahlenbildes ersichtlich ist. Für die beiden elementaren Liohtbündel für einen einzelnen Objektpunkt sind die mittleren Strahlen a, b, c, d, e, £ und a, b, c, g, h, i, f dargestellt. Der einfallende Strahl abc tritt teilweise hindurch und wird teilweise durch die reflektierende Schicht 34 am Punkt c reflektiert. Der in das rückwärtige Prisma einge*»

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strahlte nicht reflektierte Teil erleidet am Punkt d eine doppelte Reflektion, kehrt anschließend zur Schicht 34 zurück und erfährt am Punkt e eine teilweise Reflektion, wonach dieser Teil am Punkt f auf den Hologrammfilm 32 auftrifft. Dieser Strahl scheint von. einem Punkt aⁿ des linksseitigen Spiegelbildes 24 des Objekts zu kommen· Das im Punkt e reflektierte Lichtbündel wird zum unteren Prisma abgelenkt, im Punkt g reflektiert und gelangt nach erneuter Reflektion . im Punkt h zum Punkt i, wobei ein Teil durch das Prisma 18 zum Punkt f gelangt» Dieser Strahl scheint von einem Punkt a¹ des rechtsseitigen Spiegelbildes 22 des Gegenstandes zu kommen.

Es sei bemerkt, daß jedes der beiden Bündel einmal reflektiert wird und einmal reflektionsfrei durch ein Prisma hindurchtritt, weshalb die beiden Bündel - wie erwünscht - in gleicher Stärke auf den Film 32 auftreffen. Yon der ersten Prismenfläche werden zwei überflüssige Bündel abgestrahlt, da das ι Bündel de im Punkt e teilweise in dieser Richtung reflektionsfrei hindurchtritt und das Bündel hi im Punkt i teilweise in dieser Richtung reflektiert wird. Abgesehen von den durch Absorption bedingten Verlusten erfolgt in dieser Prismenanordnung ein Intensitäteverlust von 50 gS_f der durch ein Prismensystem unterschiedlicher Beschaffenheit vermeidbar ist_e Die Unterbindung dieses Intensitätsverlustes kann jedoch nur durch • einen Verzicht auf die gedrängte Anordnung erreicht werden.

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Die Figur 3 zeigt eine Abwandlung des in den Figuren 1 und . 2 dargestellten Hologrammsystems. Die im Querschnitt dargestellte Prismenanordnung befindet sich zusammen mit dem Film 32 in einem Behälter 36. Als einziger wesentlicher Unterschied ist die Feldlinse 30· am Einlaß des Prismensystems und nicht an seinem Auslaß angeordnet. Die bevorzugte Stellung des Objekts 10 befindet sich wiederum in der vorderen Brennebene der Feldlinse 30 ·« Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht die Aufgabe der Linse darin, die elementaren Bündel nicht erst nach dem Austritt aus dem Prismensystem, sondern bereits vor ihrem Eintritt in das Prismensystem auszurichten, was grundsätzlich vorteilhaft, jedoch in der Praxis von geringer Bedeutung ist, da der Grad der Divergenz der Bündel klein ist₀

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist die Feldlinse 30· vollständig entfernt. In diesem Fall sind die Interferenzstreifen eines elementaren Hologramms nicht mehr vollständig geradlinig parallele Linien,, Vorausgesetzt, daß die Strahlenwinkel sämtlicher Strahlen klein sind, nähern sich die Interferenzstreifen in ausreichender V/eise dieser Konfiguration. Die in den Figuren 1,2 und 3 dargestellten Hologrammsysteme besitzen normalerweise ein sehr kleines Winkelfeld, da ansonsten das Interferenzbild für eine Auflösung zu fein ist. Jena beispielsweise der Einfallswinkel des Strahles ab in Figur 2 1° beträgt und Licht einer

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Yfellenlänge von 546 £ (grüne Quecksilberlinie) verwendet wird, ist die Interferenzstreifendichte des Interferenzbildes für den Punkt a etwa 64 Linien/mm, wodurch zur einwandfreien Aufzeichnung ein PiIm mit hohem Auflösungsvermögen erforderlich ist. Ein 1° breites Objekt, dessen Mittelpunkt um «i 1° zur Achse verschoben ist, bedingt daher räumliche Frequenzen von 100 linien/mm. Ein 10° breites Objekt, dessen Mittelpunkt um 10° zur Achse versetzt ist, erfordert einen Film, der 1000 linien/mm aufzeichnen kann, d.h. einen speziellen spektrographisehen Film.

Zur Erhöhung der WinkeIgröße des Objekts ohne Erhöhung des Auflösungsvermögens des Films können suplementäre Linsen verwendet werden. Beispielsweise kann auf der Rückseite ein Teleskoplinsensystem benutzt werden, um die scheinbare Winkelgröße eines großen Objekts auf einen kleinen Wert zu reduzieren.

Die Figuren 4A bis 4E zeigen in Draufsicht ein v/eiteres Aus— führungsbeispiel nach dnr Erfindung. Zur Vereinfachung sind Einzelheiten des Beleuchtungssystems nicht dargestellt.

Die figuren 4A und 4B zeigen Drauf- bzw. Seitenansichten der Anordnung. Daa '^- Objekt 70 gestreute Bündel wird durch eii^j Feldiinse 72 au einem a tr ahlauf spaltenden Prisma 74 gelenkt, das einen Teil reflektionsfrei hindurcnläßt und ein an anderen Teil zu r->in«m rechtwinkeligen Prisma 76 reflektiert. Das Prisna 7o lenkt. di.eE.en "Jeil zu einem rechtwinkeligen

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Prisma 78, wonach eine Ablenkung zu einem mit 80 bezeichneten Hologrammfilm erfolgte*

Das durch das Prisma 74 gerichtete Teil des Bündels trifft auf einen Spiegel 82, von dem es zu einem rechtwinkeligen Prisma 84, anschließend zu einem rechtwinkeligen Prisma 86 und schließlich zum Hologrammfilm 80 gerichtet wird«. Die Spiegelbilder des Objekts sind mit Bezugszeichen 88 und 90 bezeichnete

Die Figuren 4C und 4D zeigen die Einlaß- bzw. Auslaßflächen des Prismensystems. In Figur 4D sind die Abbilder des Objekts, d.he des Buchstaben F bei Sicht in die Auslaßöffnungen der Prismen 78 und 86 dargestellt. Die Figur 4B zeigt das Objekt bei Sicht rückwärts durch die Feldlinse 72.

Eine nicht dargestellte Abwandlung des Systems nach Figur 4 ist für den Fachmann ohne weiteres mögliche Hierbei wird eine Projektionslinse anstelle der Feldlinse zwischen das Objekt und das stralilauf spalt ende Prisma gesetzt. Zusätzlich werden in den Veg jedes Abbildes,und zwar zwischen die Auslaßprismen und den Hologrammfilra, Feldlinsen geschaltet₀ Hierdurch sind die Abbilder, die als Sdieinquellen der am Film zur Interferenz gebrachten Bündel erscheinen, projizierte Abbilder, Sie sind durch das βtrahlaufspaltende Prisma pro-

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jiziert und erscheinen im Raum außerhalb dem Prismensystem als "reelle" Abbilder. Wie in den vorhergehenden Figuren gezeigt, erscheint von allem, was vor dem strahlaufspaltenden Prisma liegt, ein Spiegelbild. Aus der Stellung des Hologramms wird jedoch das projizierte Abbild gesehen, das als ein "Objektpaar¹¹ erscheint.

Die Figuren 5A bis 5B zeigen eine Prismenanordnung, die anstelle der Prismen nach Figur 1,2 und 3 verwendbar ist. Diese Prismenanordnung besteht aus einem üblichen strahlaufspaltenden Prisma mit zwei auf seine einen Seitenflächen aufgebrachten, dachartig ausgebildeten Prismen. Das strahlaufspaltende Prisma ist u.a. aus zwei rechtwinkeligen Prismen 38 und 40 zusammengesetzt und bildet ein kubisches Prisma mit einer in der diagonalen Ebene angeordneten, teilweise reflektierenden Schicht 42. Ein drittes rechtwinkeliges Prisma 44 ist durch eine Schicht 46 aus einem Klebemittel, dessen Brechungsindex dem Brechungsindex des Prismenglases entspricht, mit einer Fläche des strahlaufspaltenden Prismas verbunden. Bin viertes Prisma ist durch eine gleiche Bindemittelschicht 50 mit einer anderen Fläche des strahlaufspaltenden Prismas verbunden. Die Ein- und Auslaßflächen der Prismenanordnung besitzen gering reflektierende Schichten 52 und Die Prismenanordnung ist so konstruierbar (siehe die Ausführungsbeispiele nach den Figuren 1 bis 3), daß die durch die Binäemittelschichten 46 und 50 gebildeten Grenzflächen ver-

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nachlässigbar sind. In der Darstellung naoh den Figuren 1 und 2 sind die gering reflektierenden Schichten 52 und 54 lediglich zur Vereinfachung weggelassen wordene In der Praxis sind diese Schichten für diese Systeme selbstverständlich erforderlich·

zeigt

Die Figur 6/das Verfahren zur Rekonstruktion des Objektbildes vom Hologramm. Das Verfahren besteht im wesentlichen darin, das. Fraunhofersehe Beugungsbild des Hologramms in der üblichen Weise herzustellen, d.h., daß das mit 56 bezeichnete Hologramm durch ein monochromatisches Idchtbündel beleuchtet wird, das durch ein Loch 58 geführt, durch eine Linse 60 auf das Hologramm gerichtet und anschließend durch eine Feldlinse 57 fokussiert worden ist. Es werden zwei in gleicher Ebene liegende Abbilder 62 und 64 mit zentraler Symmetrie erzeugte Der zentrale Punkt O¹ ist die ungestörte Komponente des Beleuchtungsbündels· Die Buchstaben A¹, B', A^tt' und B" setzen das rekonstruierte Abbild zu den Spiegelbildern in Figur 1 in Beziehung· Wenn ein bei einer Wellenlänge A. erzeugtes Hologramm mit der ursprünglichen Feldlinse bei einer Wellenlänge von -^h- konstruiert werden soll, entspricht die Konfiguration der beiden rekonstruierten Abbilder der Konfiguration der beiden Abbilder, die als scheinbare Objekte im Hologrammsystem wirken. In der Praxis ist die Wellenlänge für die Rekonstruktion frei wählbare Eine längere Wellenlänge führt lediglich zu einem größeren Abbild.

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Die Ho1οgrammtechnxk nach der Erfindung gibt die Intensitätsverhältnisse des ursprünglichen Objekts nicht wahrheitsgetreu wieder. Das Intensitätsbild des rekonstruierten Abbildes entspricht dem Quadrat des Intensitätsbildes des Objekts· Dieser übertriebene Gegensatz ist fotografisch korrigierbar und wirkt sich nicht schädlich aus_e

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Verfahren zur Herstellung eines Hologramms eines Objekts, dadurch gekennzeichnet, daß ein im wesentlichen nichü kohärentes licht vom Objekt.(10) abgestrahlt und zur Erzeugung von zwei Abbildern (22, 24) des Objekts verwendet wird und daß von diesen Abbildern abgestrahlte Lichtbündel (26, 28) zur Urzeugung des Hologramms interferiert werden·

   2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer axialen Symmetrie zwischen den beiden Abbildern (22, 24) das eine Abbild (22) invertiert und das andere Abbild (24) revertiert wirdo

   3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Objekt (10) ein ebenes Objekt verwendet wird und daß die Abbilder koplanar zur zentralen Symmetrie sind,

   4« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer axialen Symmetrie zwischen den beiden Abbildern (22, 24) das eine Abbild 90° im Uhrzeigersinn und das andere Abbild 90° gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird β

   5c Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

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   gekennzeichnet, daß die beiden Lichtbündel (26, 28) auf einem Film (32) überlagert werden, wobei die Lichtbündel unter einem Winkel zueinander auf den PiIm auftreffen, derart, daß auf dem Film ein Interferenzbild erzeugt wird«

   6, Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Objekt (10) durch eine im wesentlichen nicht kohärente Lichtquelle beleuchtet bzw« bestrahlt wirdο

   7· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hologramm eines leuchtenden Objekts (10) erzeugt wird·

   8. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines Abbildes des Objekts (10) eine Lichtquelle vorgesehen ist, die das Objekt mit einem im wesentlichen nicht kohärenten Licht beleuchtet bzw· bestrahlt,^ daß eine einen Strahl bzw. ein Lichtbündel aufspaltende Einrichtung (14» 18) vorgesehen ist, durch die das vom Objekt abgestrahlte Lichtbündel in zwei Licht bund el (16, 28) zerlegt wird und daß eine Feld«* linse (30) vorgesehen ist, unter deren Wirkung die beiden Lichtbündel auf einem Target (32) überlagert werden, um

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   ein Interferenzbild zu erzeugen·

   9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Strahl bzw· ein Idchtbündel aufspaltende Einrichtung (14* 18) ein Prismenpaar aufweist.

   10. Einrichtung naoh Anspruch 8 und/oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die ein Lichtbündel aufspaltende Einrichtung eine Prismenanordnung aufweist und daß diese Prismenanordnung ein recht eckförmiges, ein liohtbündel aufspaltendes Prisma enthält, das auf zwei Seiten mit daohartig ausgebildeten Prismen (44, 48) versehen ist.

   11. Einrichtung nach Anspruch 10, daduroh gekennzeichnet, daß das ein Idchtbündel aufspaltende Prisma zwei rechtwinkelige Prismen (38, 40) aufweist, die zu einem kubischen Prisma zusammengefaßt sind·

   12. Einrichtung naoh Anspruoh 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Idchtbündel unter der Wirkung einer reflektierenden Schicht (42) längs unterschiedlicher Wege von der licht bund elauf spaltenden Einrichtung zum !Earget gelangen·

   13· Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da*· duroh gekennzeichnet, daß die Weglänge der Liohtbündel

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   zwischen den lichtbündelaufspaltenden Einrichtungen und dem Target im wesentlichen gleich ist»

   14· Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüohe, dadurch gekennzeichnet, daß das licht im wesentlichen monochromatisch istα

   15· Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüohe, dadurch gekennzeichnet, daß das Objekt (10) vollständig auf der einen Seite der optischen Achse der Prismenanordnung (14, 18) angeordnet ist·

   16.· Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüohe, dadurch gekennzeichnet, daß die Iichtbündelaufspaltende Einrichtung für jeden Punkt des Objekts (10) ein Hologramm erzeugt.

   17· Hologrammkamera zur Erzeugung eines Hologramms eines Objekts nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Behälter (36) eine Piltereinrichtung zur im wesentlichen monochromatischen Ausbildung des Lichts enthält, daß zur Erzeugung von zwei,. Lichtbündein eine Prismeneinrichtung (14, 18) vorgesehen ist, daß jedes lichtbündel ein Spiegelbild des Objekts (10) trägt, das axialsymmetrisch zum Spiegelbild des anderen lichtbündels ausgerichtet ist und daß

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   eine reflektierende Schicht vorgesehen ist, unter deren Yftrkung zur Erzeugung ,eines Interferenzbildes die beiden Lichtbündel auf eine im Behälter angeordnete gemeinsame Ebene gerichtet v/erden.

   18. Hologrammkamera nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß sich der PiIm (32) in der innerhalb des Behälters (56) angeordneten gemeinsamen Ebene befindete

   19o Hologrammkamera nach Anspruch 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß am Einlaß zum Behälter (36) eine zur Ausrichtung des Lichts dienende Peldlinse (30·) angeordnet ist.

   20. Hologrammkamera nach Anspruch 17 und 18, dadurch gekenn*· zeichnet, daß die Feldlinse (30·) in der gemeinsamen Ebene angeordnet ist·

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