DE1901822B2 - METHOD OF MANUFACTURING A WHITE LIGHT RECONSTRUCTIBLE VOLUME HOLOGRAM - Google Patents
METHOD OF MANUFACTURING A WHITE LIGHT RECONSTRUCTIBLE VOLUME HOLOGRAMInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung «ines Volumenhologramms gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a method for producing a volume hologram according to the preamble of claim 1.
Im Jahre 1947 wurde von Gabor gefunden, daß die einem Gegenstand zugeordnete Information nicht nur wie bisher mit Hilfe einer photographischen Linse auf einer lichtempfindlichen Emulsion aufgezeichnet werden kann, sondern daß es auch möglich ist, die von einem mit kohärentem Licht beleuchteten Objekt ausgehenden Wellenfronten mit einem anderen kohärenten Wellenzug zur Interferenz zu bringen und diese Interferenzen unmittelbar auf einer photographischen Schicht als Hologramm aufzuzeichnen. Ein Nachteil des genannten Verfahrens besteht darin, daß sowohl die Herstellung als auch die Betrachtung des Hologramms mit kohärentem Licht erfolgen muß. In der deutschen Patentanmeldung P 15 72 684.8 wird ein Verfahren zur Herstellung von Hologrammen mittels inkohärentem Licht vorgeschlagen, bei deir. eine sogenannte »Fliegenaugenlinse« Verwendung findet. In der Literaturstelle »Applied Physics Letters«, Vol. 10, Nr. 2, Januar 15,1967, S. 35 ff, »Low Spatiai Frequency I lüiograms of Solid Objects« wird ein Verfahren zur Herstellung von in weißem Licht sichtbaren Hologrammen angegeben, bei dem die beiden zur Interferenz zu bringenden Lichtstrahlen entgegengesetzte Fortpflanzungsrichtungen haben müssen. Der bei diesem Verfahren erforderliche große technische Aufwand und die bei der Justage auftretenden Schwierigkeiten beschränken die Anwendbarkeit dieses Verfahrens sehr stark. Ein ähnliches Verfahren wird in der Liieraturstelle »Applied Optics«, Vüi. 6, No. 7, Juli 1967, S. 1255 bis 1258, beschrieben.In 1947 Gabor found that the Information associated with an object not only, as before, with the help of a photographic lens a photosensitive emulsion can be recorded, but that it is also possible that of wave fronts emanating from an object illuminated with coherent light with another coherent one Bring wave train to interference and this interference directly on a photographic Record layer as a hologram. A disadvantage of the process mentioned is that both the Production as well as the viewing of the hologram must be done with coherent light. In the German Patent application P 15 72 684.8 is a method for producing holograms by means of incoherent Light proposed at deir. a so-called "fly eye lens" Is used. In the reference "Applied Physics Letters", Vol. 10, No. 2, January 15, 1967, p. 35 ff, "Low Spatiai Frequency I lüiograms of Solid Objects «is a process for the production of Holograms visible in white light indicated in which the two to be brought to interference Light rays must have opposite directions of propagation. The one required in this procedure great technical effort and the difficulties encountered during adjustment limit the applicability this procedure very strong. A similar procedure is used in the literature agency »Applied Optics«, Vüi. 6, No. 7, July 1967, pp. 1255 to 1258.
Weitere Verfahren zur Erzeugung von in weißem Licht rekonstruierbaren Hologrammen werden in den Literaturstellen »White-Light Reconstruction of Holographie Images Using the Lippmann-Bragg Diffraction Effect« von G. W. S t r ο k e und A. E. L a b y r i e. Physics Letters, Vol. 20, 1966, S. 368 bis 370, und »Multicolor Holographic Image Reconstruction with White-Light Illumination« von LH. Li η, K.S. Pennington, G. W. Stroke und A. E. L a b y r i e in Bell System Technical Journal, Vol. 45, No. 4, April 196b, S. 659 und 660, beschrieben. Bei konventionellen Hologrammen wird das Interferenzmuster bekanntlich in einer einzigen Ebene aufgezeichnet. Bei in weißem Licht sichtbaren Hologrammen wird eine Vielzahl von Interferenzmustern in einer Vielzahl von innerhalb der lichtempfindlichen Schicht liegenden Ebenen aufgezeichnet. Die Herstellung eines in weißem Licht sichtbaren Hologramms war mit den bisher bekannten Verfahren sehr schwierig. Unter anderem waren innerhalb eines einzigen Frequenzbandes emittierende Laser, Laboratoriumsausrüstung höchster Präzision und sehr lange Belichtungszeiten erforderlich. Das hatte zur Folge, daß derartige Hologramme nur unter großer Sorgfalt und unter Laboratoriumsbedingungen hergestellt werden konnten.Further methods for generating holograms that can be reconstructed in white light are described in References »White-Light Reconstruction of Holography Images Using the Lippmann-Bragg Diffraction Effect «by G. W. Str ο k e and A. E. L a b y r i e. Physics Letters, Vol. 20, 1966, pp. 368 to 370, and “Multicolor Holographic Image Reconstruction with White-Light Illumination «by LH. Li η, K.S. Pennington, G. W. Stroke and A. E. L a b y r i e in Bell System Technical Journal, Vol. 45, No. 4. April 196b, pp. 659 and 660. With conventional holograms, the interference pattern is known recorded in a single plane. In the case of holograms visible in white light, a large number of Interference patterns recorded in a plurality of planes lying within the light-sensitive layer. The production of a hologram visible in white light was possible with the previously known methods very difficult. Among others were lasers emitting within a single frequency band, laboratory equipment highest precision and very long exposure times required. As a result that such holograms are only produced with great care and under laboratory conditions could become.
Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Herstellung von in weißem Licht rekonstruierbaren Hologrammen anzugeben, das mit geringem technischem Aufwand und ohne schwierige Justagen durchzuführen ist.The invention is based on the task of producing a method of the type mentioned at the beginning of holograms that can be reconstructed in white light to indicate that with little technical Effort and without difficult adjustments.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.This object is achieved by the invention specified in claim 1.
Die Erfindung wird anschließend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention will then be described on the basis of an exemplary embodiment explained in more detail.
Die Figur zeigt eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienende Vorrichtung.The figure shows a device used to carry out the method according to the invention.
In der Figur ist ein lichtempfindliches Element dargestellt, das auf einer beispielsweise aus Pappkarton oder Glas bestehenden Trägerschicht 10 angeordnet ist. Die obere Seite der Trägerschicht ist mit einer Kunststoffschicht überzogen, die eine sehr glatte Oberfläche aufweist. Auf dieser Schicht liegt eine etwa 5 μηι dicke Schicht 12 aus einer Gelatine, wie sie bei der Herstellung von lichtempfindlichen Schichten verwendet wird und die als Grundlage für eine nächste, aus Silber bestehende Schicht 14 dient. Das Aufbringen der Gelatineschicht kann durch Tauchen, Zentrifugieren oder Aufsprühen erfolgen. Die auf der Gelanneschicht 12 angeordnete, aus metallischem Silber bestehende Schicht 14 weist eine Dicke von etwa 700 bis 2000 Ä auf. Sie kann beispielsweise durch Aufdampfen aufgebracht werden.In the figure a photosensitive element is shown, which is arranged on a carrier layer 10 consisting, for example, of cardboard or glass. the The upper side of the carrier layer is covered with a plastic layer which has a very smooth surface. On this layer lies an approximately 5 μm thick layer 12 made of a gelatin, such as that used during manufacture used by light-sensitive layers and used as the basis for a next one, consisting of silver Layer 14 is used. The gelatin layer can be applied by dipping, centrifuging or Spray on. The arranged on the gelatin layer 12, consisting of metallic silver Layer 14 has a thickness of about 700 to 2000 Å. It can be applied, for example, by vapor deposition will.
Über der Schicht 14 liegt eine auch als »Lippmann«-Above layer 14 there is a "Lippmann" -
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Emulsion bezeichnete dicke Aufzeichnungsschicht 16, die eine Dicke von etwa 5 bis 25 μηι aufweist und durch Tauchen, Zentrifugieren oder Aufsprühen bzw. Aufspritzen aufgebracht werden kan.:. Unter »Lippmann«- Emulsion versteht man eine sehr feinkörnige photographische Emulsion, die ein Auflösungsvermögen von mindestens 1000 Striche je Millimeter hat. Lippmann-Emulsionen werden aus einer Lösung von Salz und SiI-bernitrai und durch Präzipitieren des Silberhalogens in hochkonzentrierte Gelatine hergestellt. Je größer die Dicke der Emulsion ist desto größer kann die Anzahl der in ihr entstehenden Wellen sein. Andererseits sinkt mit wachsender Schichtdicke das Auflösungsvermögen.Emulsion denoted thick recording layer 16, which has a thickness of about 5 to 25 μm and through Immersion, centrifugation or spraying or spraying can be applied:. Under »Lippmann« - Emulsion is a very fine-grain photographic emulsion with a resolution of has at least 1000 lines per millimeter. Lippmann emulsions are made from a solution of salt and SiI-bernitrai and prepared by precipitating the silver halide into highly concentrated gelatin. The bigger the The thickness of the emulsion, the greater the number of waves that can arise in it. On the other hand, it sinks with increasing layer thickness the resolving power.
Auf die Schicht 16 des oben beschriebenen Vielschichtelements wird ein konventionelles Hologramm 18 gelegt. Das Element wird anschließend durch das Hologramm 18 hindurch mit von einer von einem Laser 20 ausgehenden parallelen und monochromatischen Strahlung belichtet. Das vom Laser 20 oder von einer anderen geeigneten monochromatischen Lichtquelle stammende Licht soll einen Wellenlängenbereich von höchstens etwa 50 Ä umfassen. Auf diese Weise wird eine Kohärenzlänge von mehr als 100 Wellenlängen erreicht. Das von der Lichtquelle 20 ausgehende Licht wird durch das Hologramm 18 räumlich moduliert und dann an der spiegelnden Silberschicht 14 reflektiert. Das reflektierte Licht interferiert mit dem unmittelbar einfallenden modulierten Licht und bildet eine Vielzahl von stehenden Wellen, die mittels der Schicht 16 aufgezeichnet werden. Zur Belichtung der Schicht 16 sind etwa 5 bis 1000 Erg je cm2 erforderlich.A conventional hologram 18 is placed on the layer 16 of the multilayer element described above. The element is then exposed through the hologram 18 with parallel and monochromatic radiation emanating from a laser 20. The light originating from the laser 20 or from another suitable monochromatic light source should comprise a wavelength range of at most approximately 50 Å. In this way, a coherence length of more than 100 wavelengths is achieved. The light emanating from the light source 20 is spatially modulated by the hologram 18 and then reflected on the reflective silver layer 14. The reflected light interferes with the directly incident modulated light and forms a large number of standing waves, which are recorded by means of the layer 16. To expose layer 16, about 5 to 1000 ergs per cm 2 are required.
Im nächsten Verfahrcnsschritt wird das konventionelle Hologramm 18 vom Vielschichtelement entfernt und dieses anschließend durch bekannte Verfahren entwickelt und fixiert. Das Entwickeln kann beispielsweise durch Entwickler vom Typ des Metholhydrochinos und das Fixieren durch Substanzen vom Type des Thiosulfats erfolgen. Nach dem Entwickeln und Fixieren wird das Element durch Eintauchen in eine Ferricyanid-Bromid-Bleiche gebleicht, so daß das metallische Silber sowohl der Emulsion 16 als auch der spiegelnden Silberschicht 14 im Bromsiiber umgewandelt wird. Auf diese Weise verliert die Schicht 14 ihre spiegelnde Eigenschaft, die beim Betrachten des Hologramms in weißem Licht den Kontrast herabsetzen würde.The next step is the conventional one Hologram 18 removed from the multilayer element and then developed by known methods and fixed. The development can, for example, by developers of the type of Metholhydrochinos and the fixing is carried out by substances of the thiosulphate type. After developing and fusing the element by dipping it in a ferricyanide bromide bleach bleached so that the metallic silver of both emulsion 16 and the reflective silver layer 14 is converted in the bromine overcoat. In this way, the layer 14 loses its reflective property, which would reduce the contrast when looking at the hologram in white light.
Nach dem Bleichen wird das aus mehreren Schichten bestehende lichtempfindliche Element erneut durch den Laser 20, jedoch ohne das konventionelle Hologramm, belichtet. Anschließend wird das Element wieder entwickelt, um in der Emulsion ein Silberbild zu erzeugen und um die glatte Oberflächenstruktur der Silberschicht 14 in eine körnige Struktur umzuwandeln, durch die eine Reflexion an dieser Schicht vermieden wird. Das aus mehreren Schichten bestehende Element stellt nunmehr ein Hologramm dar. das in weißem Licht betrachtet werden kann. Das weiße Licht wird an den durch die stehenden Wellen erzeugten Muster in der Emulsion J6 unter dem Bragg-Winkel reflektiert, und ein virtuelles Bild des durch das konventionelle Hologramm aufgezeichneten Objektes wird sichtbar. Das sichtbar werdende Bild hat alle Eigenschaften eines bei der Betrachtung eines konventionellen Hologramms sichtbar werdenden Bildes, jedoch mit der Ausnahme, daß dieses Bild auch bei Betrachtung in weißem Licht sichtbar wird. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch zur Herstellung mehrfarbiger Hologramme verwendet werden. Zu diesem Zweck wird als Lichtquelle 20 anstatt eines einfarbigen Lasers ein mehrfarbiger Laser verwendet. Selbstverständlich ist es auch möglich, an Stelle der obengenannten Substanzen zum Entwickeln, Fixieren und Bleichen, auch andere, die erforderlichen Eigenschaften aufweisende. Substanzen zu verwenden. Auch der Aufbau des aus mehreren Schichten bestehenden lichtempfindlichen Elements kann beispielsweise durch Weglassen der Gelatineschicht 12 geändert werden.After bleaching, the multi-layer photosensitive element is redo through the laser 20, but without the conventional hologram, exposed. Then the item will be restored developed to create a silver image in the emulsion and to improve the smooth surface structure of the Convert the silver layer 14 into a granular structure, through which a reflection on this layer is avoided will. The element consisting of several layers now represents a hologram. The one in white Light can be viewed. The white light is in on the pattern created by the standing waves the emulsion J6 reflects at the Bragg angle, and a virtual image of the object recorded by the conventional hologram becomes visible. The image that becomes visible has all the properties of a conventional hologram when viewed visible image, with the exception that this image is also visible when viewed in white Light becomes visible. The method according to the invention can also be used to produce multicolored holograms be used. For this purpose, instead of a monochrome laser, the light source 20 is a multicolored laser used. It is of course also possible instead of the substances mentioned above for developing, fixing and bleaching, including others with the required properties. Substances to use. Also the structure of the photosensitive element consisting of several layers can be changed, for example, by omitting the gelatin layer 12.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0036298A1 (en) * | 1980-03-13 | 1981-09-23 | The Marconi Company Limited | Improvements in or relating to colour selective filters |
| EP0043993A1 (en) * | 1980-07-14 | 1982-01-20 | Hughes Aircraft Company | Method and assembly for holographic exposure |
Cited By (2)
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| EP0036298A1 (en) * | 1980-03-13 | 1981-09-23 | The Marconi Company Limited | Improvements in or relating to colour selective filters |
| EP0043993A1 (en) * | 1980-07-14 | 1982-01-20 | Hughes Aircraft Company | Method and assembly for holographic exposure |
Also Published As
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| UST861026I4 (en) | 1969-04-15 |
| JPS4928460B1 (en) | 1974-07-26 |
| FR1601658A (en) | 1970-09-07 |
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