DE1904329A1

DE1904329A1 - Device for generating holograms

Info

Publication number: DE1904329A1
Application number: DE19691904329
Authority: DE
Inventors: Charles Aplin
Original assignee: Compagnie Generale dElectricite SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1968-01-31
Filing date: 1969-01-29
Publication date: 1969-09-11
Also published as: BE727230A; FR1572224A; NL6901489A; GB1232943A

Description

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS

. H. LEINWEBER dipl-ing H. ZIMMERMANN. H. LEINWEBER dipl-ing H. ZIMMERMANN

8 München 2, RosentalT, 2.Aufg. 8 Munich 2, RosentalT, 2nd ed.

Tei.-Adr. Lelnpat München Telefon (0811) 261989 Part addr. Lelnpat Munich phone (0811) 261989

^den 23 Jan 1969 ^the 23 Jan 1969

. - . Unser Zolch»n. -. Our Zolch »n

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COMPAGNIE GENERÄLE D'EIEGTRICITE, Paris,. Frankreich Vorrichtung zum Erzeugen von HologrammenCOMPAGNIE GENERÄLE D'EIEGTRICITE, Paris ,. France Device for generating holograms

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Hologrammen durch monochromatische und kohärente Lichtquellen mit einer Einrichtung zum Leiten eines Lichtstrahles auf eine lichtempfindliche Platte od. dgl., der Teil eines am von der Lichtquelle beleuchteten Gegenstand gestreuten oder reflektierten Lichtstrahles ist, und mit einer Einrichtung, die einen Bezugsstrahl zur lichtempfindlichen Platte leitet.The invention relates to a device for generating of holograms by monochromatic and coherent light sources with a device for guiding a light beam on a photosensitive plate or the like, the part of a on the object illuminated by the light source is scattered or reflected light beam, and with a device, which directs a reference beam to the photosensitive plate.

Die Erfindung beschäftigt sich also mit einer Vorrichtung zum Erzeugen holographischer Bilder von Gegenständen mit Hilfe einer monochromatischen Strahlungsquelle, beispielsweise mit einem Laser.The invention is thus concerned with a device for generating holographic images of objects With the help of a monochromatic radiation source, for example with a laser.

Es sind derartige Vorrichtungen bekannt, bei denen auf einer photographischen Platte ein Bild aufgezeichnet wird, das sich durch Interferenz zwischen einem von einem Laser abgegebenen und von einem Gegenstand.zurückgeworfenen Lichtstrahl mit einem Bezugslichtstrahl ergibt, der vom gleichen Laser di-There are known such devices in which an image is recorded on a photographic plate, the caused by interference between a light beam emitted by a laser and reflected back by an object with a reference light beam that is di-

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rekt oder nach Reflexion an einem oder mehreren Spiegeln auf die photographische Platte geworfen wird. - .right or after reflection on one or more mirrors the photographic plate is thrown. -.

Zum Erhalt brauchbarer Hologramme ist es erforderlich, daß die Differenz zwischen der Bahnlänge des vom Laser äbge-' strahlten und auf dem Weg über den Gegenstand auf die Platte auftreffenden Lichtstrahls und der Bahnlänge des vom Laser abgestrahlten und direkt oder über Spiegel auf die Platte treffenden Lichtstrahles kleiner als ein Grenzwert ist, der · durch die¹ Kohärenzlänge der Las er quelle gegeben ist.To obtain usable holograms, it is necessary that the difference between the path length of the light beam emitted by the laser and hitting the plate on its way over the object and the path length of the light beam emitted by the laser and striking the plate directly or via mirrors is smaller than a limit value given by the ¹ coherence length of the laser source.

Bei den bekannten Vorrichtungen kann der Unterschied in den Weglängen groß werden, wenn der Gegenstand von der Laserquelle weit entfernt ist, und es ist dann erforderlich. Lichtquellen mit großer Kohärenzlänge zu benützen.In the known devices, the difference become large in pathlengths when the object is far from the laser source, and it is then required. To use light sources with a long coherence length.

Um diesem Nachteil abzuhelfen, wurde bereits vorgeschlagen, holographische Aufzeichnungen dadurch herzustellen, daß man für die Interferenz einen am Gegenstand gestreuten Lichtstrahl, oder einen Lichtstrahl verwendet», der nicht von der Lichtquelle ,sondern vom Gegenstand kommt. So wurde eine Vorrichtung zur Hologramm-Aufnahme von mindestens teilweise transparenten und dünnen Gegenständen wie photographisciien Diapositiven vorgeschlagen, die einen halbtransparenten Spiegel aufweist, dem ein anderer Spiegel zugeordnet ist, der auf die photographische Platte einen Teil des Strahls zurückwirft, der j den Gegenstand durchsetzt hat.In order to remedy this disadvantage, it has already been proposed that to produce holographic records in that a beam of light scattered by the object, or a beam of light that is not from the object, is used for the interference Light source, but comes from the object. Thus, a device for the hologram recording of at least partially transparent and thin objects such as photographic slides, which have a semi-transparent mirror, to which another mirror is assigned, which reflects on the photographic plate part of the beam which j has penetrated the subject.

In dieser von Caμlfield in "Proceedings of the IEEE" Oktober 1967 beschriebenen Vorrichtung werden Spiegel und optische Einrichtungen benützt, deren Querabmessungen notwendigerweise von gleicher Größenordnung sind, wie die Querabmessungen des zu holographierenden transparenten Gegenstandes, was In this by Caμlfield in "Proceedings of the IEEE" October 1967 described device mirrors and optical devices are used, their transverse dimensions necessarily are of the same order of magnitude as the transverse dimensions of the transparent object to be holographed, what

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nachteilig ist.is disadvantageous.

Die Erfindung hat eine Vorrichtung zum Erzeugen holographischer Aufnahmen von Gegenstanden zum Ziel, die beträchtliche Abmessungen aufweisen und sich in beliebiger-Entfernung befinden, wobei die Hologramme unabhängig von.der durch die Abmessungen des Gegenstandes geforderten Feldtiefe leicht wiedergegeben werden können.The invention has an apparatus for generating holographic Shots of objects aimed at the sizeable Have dimensions and be at any distance are located, the holograms easily regardless of the depth of field required by the dimensions of the object can be reproduced.

Diese Aufgabe wird erfindüngsgemäß dadurch gelöst, daß die den Bezugsstrahl liefernde Einrichtung eine lichtstreuende Oberfläche enthält, die einen anderen Teil des am Gegenstand gestreuten oder reflektierten Lichtes zur Platte leitet.This object is achieved according to the invention in that the device delivering the reference beam is a light-scattering one Contains surface that guides another part of the light scattered or reflected on the object to the plate.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigenFurther details, advantages and features of the invention result from the following description. In the drawing, the invention is illustrated, for example, and although show

Fig. 1 und Z zwei. Ausführungsf or-iaen der Erfindung, und. Fig. 3 ' eine Skizze zum Erläutern der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglichen Erzeugung von leicht wiedergebbaren Hologrammen mit großer Feldtiefe.Fig. 1 and Z two. Embodiments of the invention, and. 3 'shows a sketch to explain the generation of easily reproducible holograms with a large depth of field that is possible with the device according to the invention.

Fig. 1 zeigt eine monochromatische und kohärente Lichtquelle 1, die einen Lichtstrahl 2 auf einen Gegenstand 3 wirft, der aufgrund der Diffusionsreflexion in alle Richtungen Lichtstrahlen 4, 5 aussendet.Fig. 1 shows a monochromatic and coherent light source 1, which throws a light beam 2 onto an object 3, which due to the diffusion reflection light beams in all directions 4, 5 sends out.

Von diesen fällt beispielsweise der Lichtstrahl 4 auf eine photographische Platte 6, während der Lichtstrahl 5 beispielsweise mit Hilfe eines Spiegels 7 auf einem anderen Weg zu dieser Platte b geführt wird. .Of these, for example, the light beam 4 falls on a photographic plate 6, while the light beam 5, for example with the help of a mirror 7 is guided on a different path to this plate b. .

Erfindungsgemäß wird nun in der Bahn des Lichtstrahls 5 j eine bei der Übertragung streuende Oberfläche 8 angeordnet, diejAccording to the invention is now in the path of the light beam 5 j a surface 8 which diffuses during transmission and which j

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beliebig aufgebaut ist und beispielsweise aus einem aufgerauhten Glas bestehen kann.is constructed in any way and, for example, from a roughened Glass can exist.

Uach einer in den Figuren nicht gezeigten Ausführungsform kann die streuende Oberfläche 8 auch in der Bahn des Lichtstrahls 4 angeordnet werden, wogegen dann der Lichtstrahl" 5 über den Spiegel. 7 direkt zur Platte 6 geführt wird.According to an embodiment not shown in the figures the scattering surface 8 can also be arranged in the path of the light beam 4, whereas then the light beam "5" via the Mirrors. 7 is led directly to the plate 6.

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, nach der die Streuung an der Oberfläche 8 durch diffuse Reflexion erfolgt. Die Oberfläche 8 ersetzt also hier die Bauteile 7 und der Ausführungsform nach Fig. 1.Fig. 2 shows another embodiment of the invention, after which the scattering on the surface 8 by diffuse reflection he follows. The surface 8 thus replaces the components 7 and here the embodiment according to FIG. 1.

Erfindungsgemäß kann die Güte des erhaltenen Hologramms dadurch verbessert werden, daß man eine optische Vorrichtung verwendet, die durch eine Linse 9 schematisch angedeutet ist. Die optische Vorrichtung hat die,Aufgabe, dem von der streuenden Oberfläche an die photographische Platte 6 gegebenen Lichtstrahl eine geeignete Form zu geben. ^Λ ■ ^: , ·' :According to the invention, the quality of the hologram obtained can be improved by using an optical device which is indicated schematically by a lens 9. The optical device has the task of giving the light beam given to the photographic plate 6 from the diffusing surface an appropriate shape. ^Λ ^■: · ':

Fig. 3 zeigt eine Fig. 1 ähnliche Vorrichtung und dient zur Erläuterung des Falles, in dem der holographisch abzubildende Gegenstand aus mehreren Punkten, beispielsweise zwei Punkten besteht, die in verschiedenen Tiefen liegen. Die Abwesenheit der streuenden Oberfläche 8 hindert das Entstehen der Aufzeichnung einer Hologramm-Photographie der Gegenstände 10 und 11 auf der Platte 6 nicht. Die Wiedergabe des so erhaltenen Hologramms mit Hilfe einer im Punkt 10* angeordneten punktförmigen Lichtquelle wird jedoch bei einem solchen Hologramm kein klares Bild des Gegenstandes 11 geben. Ebenso wird die Wiedergabe des Hologramms durch eine im Punkt 11* angeordnete Lichtquelle keine korrekte Wiedergabe des Gegenstandes 10 ergeben. Eine gleichzeitige und richtige Wiedergabe dieser GegenständeFig. 3 shows a Fig. 1 similar device and serves to explain the case in which the object to be holographically imaged consists of several points, for example two points exists, which are at different depths. The absence of the diffusing surface 8 prevents the record from being made a hologram photograph of the objects 10 and 11 on the plate 6 is not. The reproduction of the thus obtained Holograms with the help of a point-shaped arranged at point 10 * However, there is no light source with such a hologram give clear picture of the item 11. Likewise, the playback of the hologram by a light source arranged at point 11 * do not result in a correct reproduction of the object 10. A simultaneous and correct rendering of these objects

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iund 11 macht daher zwei auf geeignete Weise in den Punkten 10*iand 11 therefore makes two appropriately in points 10 *

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; und 11* angeordnete Lichtquellen erforderlich. Praktisch ist ■ das aber nicht durchführbar, da es sich bei den Gegenständen 10 !und 11 in Wirklichkeit nur um Punkte eines komplexen Gegenj Standes 13 handelt. _; and 11 * arranged light sources required. Is practical ■ but this is not feasible, since the objects 10 ! and 11 is actually only points of a complex object 13. _

^: Verwendet man nun erfindungsgemäß eine streuende Fläche, : so wird dieser Fachteil vermieden: diese in den Punkten 10^f und ^: If, according to the invention, a scattering surface is now used,: this specialist part is avoided: this in points 10 ^f and

11* erforderlichen Lichtquellen können durch eine Lichtquelle : 14 ersetzt werden, die beliebig etwa in mittlerer Strahlrichtung '· angeordnet ist, wobei eine Platte 12 mit streuender Oberfläche . zwischenzuschalten ist.11 * required light sources by a light source: 14 to be replaced, which is arbitrarily arranged approximately at mid-beam direction '·, a plate 12 having scattering surfaces. is to be interposed.

' Die Abmessungen der streuenden Platte 12 sind von den Abmessungen des zu holographierenden Gegenstandes nicht abhängig,! ι und das Benützen von interferierenden Strahlen, die beide von der Lichtquelle selbst stammen, erlaubt die Verwendung einer Lichtquelle 1 mit einer verhältnismäßig geringen Kohärenzlänge, da zwischen der Lichtquelle 1 und dem Gegenstand 13 bereits eine gewisse Strecke liegt.'The dimensions of the diffusing plate 12 are of the Dimensions of the object to be holographed are not dependent! ι and the use of interfering beams, both of originate from the light source itself, allows the use of a light source 1 with a relatively short coherence length, since there is already a certain distance between the light source 1 and the object 13.

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Claims

P a t e η t a η s ρ r u c h s

Device for generating holograms by means of monochromatic and coherent light sources with one device for directing a beam of light onto a photosensitive plate Od. Like., the part of an illuminated by the light source Object is scattered or reflected light rays, and with a device that provides a reference beam to the photosensitive Plate directs, characterized in that the The device (7-9) supplying the reference beam (5) is a light-scattering device Surface (8) contains another part of the am Object (3,13) for scattered or reflected light Plate (6) directs.

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