DE1924585A1 - Methods and devices for the production of holograms - Google Patents

Methods and devices for the production of holograms

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DE1924585A1 DE19691924585 DE1924585A DE1924585A1 DE 1924585 A1 DE1924585 A1 DE 1924585A1 DE 19691924585 DE19691924585 DE 19691924585 DE 1924585 A DE1924585 A DE 1924585A DE 1924585 A1 DE1924585 A1 DE 1924585A1
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Description

Dr. Klaus Biedermann 13. Mai 1969Dr. Klaus Biedermann May 13, 1969

8025 Unterhaching 10-hu-kl8025 Unterhaching 10-hu-kl

Ter-Meer-Str. 28Ter-Meer-Str. 28

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von HologrammenMethod and device for producing holograms

Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Hologrammen mit einem vom zu holografierenden Objekt reflektierten Objektstrahl und einem zu diesem kohärenten Referenzstrahl.The invention relates to methods and devices for manufacturing of holograms with an object beam reflected from the object to be holographed and one coherent with this Reference beam.

Bei der Aufnahme von Hologrammen ist ein besonderes Augenmerk auf die richtige Belichtung zu legen, wenn man zufriedenstellende Ergebnisse bekommen soll. Gegenüber der Belichtungssteuerung in der herkömmlichen Fotografie ist dabei zu beachten, daß sowohl die Intensität des vom Objekt reflektierten Feldes als auch die Intensität des Referenzfeldes zu berücksichtigen ist. Es ist jedoch nicht allein die Summe der beiden Größen, sondern auch ihr Verhältnis in bestimmter Weise einzustellen. Die Intensitäten variieren mit Größe und RÄexionsgrad der aufzunehmenden Objekte und insbesondere mit Änderungen im Aufnahmeabstand. Außerdem gehen die Kennlinien des Aufnahmematerials sehr stark in das Ergebnis ein.When recording holograms, special attention must be paid to the correct exposure if one is satisfactory Should get results. Compared to exposure control in conventional photography Please note that both the intensity of the field reflected by the object and the intensity of the Reference field is to be taken into account. However, it is not just the sum of the two quantities, but also their relationship cease in a certain way. The intensities vary with the size and degree of reflection of the recordings Objects and especially with changes in the shooting distance. In addition, the characteristics of the recording material go very well heavily in the result.

009848/1500009848/1500

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren und Vorrichtungen zur richtigen Belichtungssteuerung bei der Herstellung von Hologrammen anzugeben. Gemäß der Erfindung werden hierzu die Intensitäten des ObjektStrahles und/oder des Referenzstrahles über eine programmierte Steuervorrichtung automatisch so geregelt, daß in der Schichtträgerebene, in der die beiden Strahlen interferieren, eine unter Berücksichtigung der Modulationsübertragungsfunktion des Aufnahmematerials wenigstens einen Mindestwert erreichende Modulation auftritt, und die Gesamtlichtmenge wird über die Belichtungszeit entsprechend sensitometrisehen Daten des Aufnahmematerials und seiner Verarbeitung gegebenenfalls unter Anwendung einer nichtinterferierenden Zusatzbelichtung durch die Steuervorrichtung automatisch so geregelt, daß der modulierte Teil der Aufzeichnung in dem jeweils günstigsten Bereich der Kennlinie des Aufzeichnungs- und Wiedergabeprozesses liegt.The aim of the invention is to provide a method and devices for correct exposure control in the production of Indicate holograms. According to the invention, the intensities of the object beam and / or of the reference beam are used for this purpose automatically controlled by a programmed control device so that in the layer support level, in the the two beams interfere, one taking into account the modulation transfer function of the recording material at least a minimum value reaching modulation occurs, and the total amount of light is about the Exposure time according to the sensitometric data of the Recording material and its processing, if necessary using a non-interfering additional exposure automatically regulated by the control device so that the modulated part of the recording in each the most favorable range of the characteristic curve of the recording and playback process.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine Lehre gegeben, wie bei der Belichtungssteuerung vorzugehen ist. Zunächst wird durch Abstimmen der Intensität von Objektivfeld und Referenzfeld aufeinander entweder durch direkte Messung der durch Überlagerung entstehenden Interferenzmuster oder durch Messung der Intensität der interferierenden Wellenfelder die Modulation auf den gewünschten WertThe method according to the invention provides a teaching how to proceed with the exposure control. First is by tuning the intensity of the lens field and reference field on each other either by direct measurement of the interference patterns resulting from the superposition or by measuring the intensity of the interfering wave fields the modulation to the desired value

009848/15009848/15

po 125/MO 174po 125 / MO 174

gebracht. Nach Kenntnis der Bestrahlungsstärke auf dem Aufzeichnungsmaterial bzw. der verfügbaren Gesamtenergie bei Impulslasern kann nun, gegebenenfalls unter Anwendung einer nichtinterferierenden Zusatzbelichtung, z.B. durch eine thermische Lichtquelle, die Belichtungszeit so bestimmt werden, daß die Belichtung im günstigsten Bereich der Kennlinie des Aufzeichnungsprozesses liegt. Auf diese Weise können unter Vermeidung von Ausschuß Hologramme in großer Zahl und mit gleichmäßig hohem Rekonstruktionswirkungsgrad hergestellt werden. Durch Eingabe weiterer Daten können die Belichtungen auch für mehrfache Aufnahme auf demselben Hologramm oder für die besonderen Umstände der Rekonstruktion, z.B. Kombination von Hologramm und Objekt oder von aufeinandergelegten Hologrammen, optimal angepaßt werden.brought. After knowing the irradiance on the Recording material or the total available energy in the case of pulsed lasers can now, if necessary using a non-interfering additional exposure, e.g. by a thermal light source, determines the exposure time that the exposure is in the most favorable range of the characteristic curve of the recording process. In this way holograms can be produced in large numbers and with a consistently high degree of reconstruction efficiency while avoiding rejects. By entering more Dates can also be the exposures for multiple recordings on the same hologram or for the special circumstances the reconstruction, e.g. combination of hologram and object or of superimposed holograms be adjusted.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, im Zusammenhang mit der" Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die anhand von Figuren eingehend erläutert werden. Es zeigenFurther details and advantages of the invention result from the subclaims in connection with the "description of exemplary embodiments which are explained in detail with reference to figures. Show it

Fig. 1 eine schematische Anordnung zur Belichtungssteuerung bei der Herstellung von Hologrammen mit direkter Messung der Modulation und'Fig. 1 is a schematic arrangement for exposure control in the production of Holograms with direct measurement of the modulation and '

009848/1508009848/1508

po 123/MO 174 1924 58 bpo 123 / MO 174 1924 58 b

Pig. 2 eine Anordnung zur Belichtungssteuerung aufgrund von Messung der einzelnen interferierenden Lichtwellenfelder»Pig. 2 shows an arrangement for exposure control based on measurement of the individual interfering light wave fields »

f,^ Belichtungssteuerung bei Bildebenenhologrammen und ^af, ^ exposure control for image plane holograms and ^ a

Bei einer Berechnung der Überlagerung von zwei Lichtwellenfeldern bekannter Intensität unter vereinfachten Annahmen ergibt sich, daß die Modulation pQfolgendeWhen calculating the superposition of two light wave fields of known intensity under simplified assumptions, it results that the modulation p Q follows

Größe hat:Size has: 22 VloVl o • v.• v. 2 . "Vl2. "Vl
P= OP = O
TT
1O +I, 1 O + I ,

wobei I die örtliche Intensität des ersten Feldes, z.B. des vom Objekt reflektierten Feldes und I die Intensität des zweiten Feldes, z.B. des Referenzfeldes ist. Durch die Aufzeichnung in der Schicht wird die Modulation der aufgeprägten Belichtung um den ortsfrequenzabhängigen Modulationsübertragungsfaktor M (V-) verringert.where I is the local intensity of the first field, e.g. of the field reflected by the object and I the intensity of the second field, e.g. the reference field. By recording in the layer, the modulation of the imposed exposure by the spatial frequency-dependent modulation transfer factor M (V-) decreased.

Durch die nachfolgende Behandlung, z.B. Entwickeln und gegebenenfalls Bleichen, werden der Belichtungsmittelwert und seine Modulation über die Kennlinie des Aufnahmematerials in entsprechende Werte der Transparenz oder des optischen" Weglängenunterschieds übertragen. Da der Lichtstrom in das rekonstruierte Bild in erster Näherung proportional dem Quadrat der Modulation im Hologramm ist, sollte die Eii«;angsmodulation groß und die Umsetzungskennlinie des MaterialsThe exposure mean value is determined by the subsequent treatment, e.g. developing and, if necessary, bleaching and its modulation via the characteristic curve of the recording material into corresponding values of transparency or the optical " Transfer path length difference. Since the luminous flux in the reconstructed image is proportional to the first approximation Square of the modulation in the hologram, the angular modulation should be large and the implementation characteristic of the material

00 9 8 48/150800 9 8 48/1508

2 = c-P2. 2 = cP 2 .

po 123/Mo 174 1924585po 123 / Mo 174 1924585

steil sein. Der Gradient G (E) der Kennlinien geht durch ein Maximum, das umso höher, aber auch schmäler wird, je steiler die Kennlinie ist. Der Gradient G geht in den Wirkungsgrad eines Hologrammes nach überschlägiger Rechnung quadratisch ein, da der Iiichtstrom £ in das rekonstruierte Bild istbe steep. The gradient G (E) of the characteristic curves goes through a maximum that becomes higher, but also narrower, the more the curve is steeper. The gradient G goes into the efficiency of a hologram according to a rough calculation quadratically, since the luminous flux is £ in the reconstructed image

/«?c · Fp0 · M (Y-) · G (E)]/ «? C · Fp 0 · M (Y-) · G (E)]

P ist in erster Näherung die Modulation im Hologrammgitter. Das bedeutet, daß der Wirkungsgrad eines Hologramms umso höher sein kann, Je genauer man den Arbeitspunkt auf der Kennlinie einhalten kann. Eine Aufgabe ist daher eine Steuerung des Mittelwertes der Belichtung auf einen bestimmten vorgegebenen Wert E hin.As a first approximation, P is the modulation in the hologram grating. This means that the efficiency of a hologram is all the more Can be higher, the more precisely you get the working point on the Can adhere to the characteristic curve. It is therefore an object to control the mean value of the exposure to a certain one given value E.

Nichtlineare Übertragung über die Kennlinie und Intermodulation des Objektfeldes ergeben in der Rekonstruktion "optisches Rauschen", d.h. Streulicht. Aus diesem Grund ist die effektive Eingangsmodulation zu begrenzen. Die andere Aufgabe ist daher, die Intensitäten I0 und Ir der beiden Wellenfelder unter Berücksichtigung von T=I+ I und von M (V) so aufeinander abzustimmen, daß sich eine vorgegebene effektive Modulation ρ ergibt. Bei dem Aufnahmematerial fällt der' Arbeitspunkt für quasilineare Übertragung nicht unbedingt mit dem Arbeitspunkt für maximaleNon-linear transmission via the characteristic curve and intermodulation of the object field result in "optical noise", ie scattered light, in the reconstruction. For this reason, the effective input modulation must be limited. The other task is therefore to coordinate the intensities I 0 and I r of the two wave fields, taking into account T = I + I and M (V), in such a way that a given effective modulation ρ results. In the case of the recording material, the operating point for quasi-linear transmission does not necessarily coincide with the operating point for maximum

009848/1808009848/1808

po 123/MO 174- Ί 9 2 4 ο 0 bpo 123 / MO 174- Ί 9 2 4 ο 0 b

Verstärkung zusammen, es ist meist ein Kompromiß zwischen Wirkungsgrad des Hologramms und Beeinträchtigung durch nichtlineare Effekte zu finden.Gain together, it is usually a compromise between the efficiency of the hologram and the impairment caused by it to find nonlinear effects.

Die Aufgabe insgesamt besteht also darin, für jeden Punkt (x,y) in der Hologrammebene die lokalen Intensitäten I (x,y) und I (x>y) und die Belichtungszeit t so zu regeln, daß gegebenenfalls unter Einrechnung oder Zuhilfenahme einer inkohärenten (oder allgemein: nicht interferierenden) Zusatzbelichtung I (x,y) · t = E (x,y) die Modulation P (x,y) einen vorgegebenen Wert erhält:The overall task is therefore to determine the local intensities I for each point (x, y) in the hologram plane (x, y) and I (x> y) and to regulate the exposure time t in such a way that that, if necessary, including or with the aid of an incoherent (or in general: non-interfering) Additional exposure I (x, y) t = E (x, y) the modulation P (x, y) receives a given value:

. t. t

t+iz(x,y). tz| = p.t + i z (x, y). t z | = p.

Ohne Zusatzbelichtung ist der Bruch (die Modulation der aufgedrückten Belichtung ρ ) eine einfache Funktion des Verhältnisses k = I /I :Without additional exposure, the fraction (the modulation of the imposed exposure ρ) is a simple function of the Ratio k = I / I:

P0 0 P 0 0

k + A ' k + A '

M (v) ist eine Materialgröße der lichtempfindlichen SchichtM (v) is a material size of the photosensitive layer

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po 123/MO 174- ι 9 2 4 5 ο bpo 123 / MO 174- ι 9 2 4 5 ο b

und ändert sich mit der bildwinkelabhängigen Ortsfrequenz V •gleichförmig und meist langsam über die Fläche des Hologramms in der Ebene der Ausbreitungsrichtung beider Felder. G(E) ist ebenfalls eine Materialgröße, die auch von der Verarbeitung (Entwicklung, ggf. Bleichen) bestimmt wird.and changes with the spatial frequency V, which is dependent on the angle of view • uniformly and usually slowly over the surface of the hologram in the plane of the direction of propagation of both fields. Ghost also a material size that is also determined by the processing (development, possibly bleaching).

In Fig. 1 ist schematisch eine Anordnung zur Belichtungssteuerung bei Hologrammaufnahmen dargestellt. Mit 1 ist ein Referenzwellenfeld bezeichnet, das in der Ebene des Schichtträgers 4 mit einem vom Objekt 2 reflektierten zu 1 kohärenten Objektwellenfeld 3 interferiert.In Fig. 1, an arrangement for exposure control in hologram recordings is shown schematically. With 1 is denotes a reference wave field, which in the plane of the layer carrier 4 with a reflected from the object 2 to 1 coherent object wave field 3 interferes.

Hinter der Ebene des Schichtträgers 4- ist ein Mikroskopobjektiv 5 angeordnet, das ein Bild der Interferenzstruktur stark vergrößert in einer Ebene 6 entwirft. Die Vergrößerung ist so, daß der mittlere Interferenzstreifenabstand von einem in der Ebene 6 angeordneten Fotowiderstand 6a noch gut aufgelöst wird, wozu bei derzeit handelsüblichen Fotowiderständen etwa drei Streifen pro mm nicht überschritten werden sollten. Durch eine quer zur Streifenrichtung angeordnete Zylinderlinse 7 werden die Interferenzstreifen in ihrer Längsrichtung fokussiert und verschmiert und erhalten so höhere Intensität und Gleichmäßigkeit. Der Fotowiderstand 6a ist dabei.so orientiert, daß die Elektroden parallel zu den Interferenzstreifen liegen.A microscope objective 5 is arranged behind the plane of the layer carrier 4, which creates an image of the interference structure in a plane 6, greatly enlarged. The magnification is such that the average interference fringe spacing is still well resolved by a photoresistor 6a arranged in plane 6, for which purpose approximately three strips per mm should not be exceeded with currently commercially available photoresistors. By arranged transversely to the strip direction cylindrical lens 7, the interference fringes are focused in its longitudinal direction and smeared and so obtain higher intensity and uniformity. The photoresistor 6a is oriented so that the electrodes are parallel to the interference fringes.

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Über einen Strahlenteiler, einen teildurchlässigen Spiegel 10, wird derselbe Bereich auch auf einen zweiten, optisch in derselben Ebene 6 liegenden Fotowiderstand 8 abgebildet, vor dem ein Diffusor 9 liegt. Die beiden Fotowiderstände haben eine nichtlineare Charakteristik und bilden in bekannter Weise eine Anordnung zur Messung der in der Ebene 4 bzw. 6 vorhandenen Modulation. Aufgrund der Nichtlineari- ^ tat ergeben sich an den beiden Fotowiderständen unterschiedliche Meßwerte, deren Differenz über ein Instrument 13 gemessen werden kann, welche ein Maß für die Modulation darstellt. Via a beam splitter, a partially transparent mirror 10, the same area is also mapped onto a second photoresistor 8, which is optically in the same plane 6, in front of which a diffuser 9 is located. The two photoresistors have a non-linear characteristic and are known to form Way an arrangement for measuring in the plane 4 or 6 existing modulation. Due to the non-linear ^ there are different at the two photo resistors Measured values, the difference of which can be measured using an instrument 13, which represents a measure of the modulation.

Für die Regelung stellt man einen der benötigten Modulation entsprechenden Unterschied am äußeren Brückenwiderstand 11 ein. Durch Veränderung der Intensität des Referenzstrahles oder des Objektfeldes 5,z.B. durch Intensitätsänderung des das Objekt 2 beleuchtenden Feldes, wird das Verhältnis ψ dieser beiden Intensitäten so geändert, daß die Modulation den vorgegebenen Wert annimmt, was erreicht ist, sobald die Brücke auf Null abgeglichen ist.For the regulation, a difference corresponding to the required modulation is set at the external bridge resistance 11. By changing the intensity of the reference beam or the object field 5, for example by changing the intensity of the field illuminating the object 2, the ratio ψ of these two intensities is changed so that the modulation assumes the specified value, which is achieved as soon as the bridge is balanced to zero .

Zur Ermittlung des Mittelwertes der Bestrahlungsstärke kann der diffus ausgeleuchtete Fotowiderstand 8 herangezogen werden. Dessen Widerstandswert kann z.B. über eine getrennte Stromquelle und ein Anzeigeinstrument 14 ermittelt werden.To determine the mean value of the irradiance can the diffusely illuminated photoresistor 8 can be used. Its resistance value can e.g. via a separate Power source and a display instrument 14 are determined.

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Entsprechend diesem Meßwert am Instrument 14 kann dann ein Zeitgeber für einen Verschluß oder für die Lichtquelle eingestellt werden oder nach einer Nullmethode kann ein mit dem Zeitgeber einstellbar gekuppelter Graukeil 15 so lange senkrecht zum Strahlengang verschoben werden, bis das Instrument 14 den vorbestimmten Wert anzeigt. Eine Taumelscheibe 12 im Meßstrahlengang dient zur Zerstörung des Interferenzmusters für die Eichung der Brückenschaltung 11. Die modulationsabhangige Nicht- · linearität des Aufnahmematerials kann.in analoger Weise auch die Berücksichtigung des Meßwertes von Fotowiderstand 6a geräten sein lassen.According to this measured value on the instrument 14 can then a timer for a shutter or for the light source can be set or according to a zero method, an adjustable gray wedge coupled to the timer 15 can be shifted perpendicular to the beam path until the instrument 14 displays the predetermined value. A swash plate 12 in the measuring beam path is used to destroy the interference pattern for calibration the bridge circuit 11. The modulation-dependent non- · linearity of the recording material can. in an analogous way let the consideration of the measured value of photo resistor 6a be devices.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. gezeigt. Der Strahlungsfluß des Laserstrahls (d.h. die Leistungsabgabe des Lasers) wird bei 16 kontrolliert und auf das Steuerzentrum 17 gegeben. Nach dem Verschluß teilt ein Strahlenteiler 19 den Strahl in Objektbeleuchtungsstrahl 20 und Referenzstrahl 21 auf. In dem Beispiel wird das Objekt aus zwei Richtungen beleuchtet, die Aufteilung geschieht durch Strahlenteiler 22, z.B. in beliebigem Verhältnis ohne Verlust, wenn der Strahlenteiler veränderliches Teilungsverhältnis hat. Nach Spiegel 23 bzw. 24 wird der Strahl durch Objektiv 25 bzw. 26 mit Pinhole 27 -bzw. 28 divergent gemacht und beleuchtet Objekt 29. Durch Verschiebung der ObjektiveAnother embodiment of the invention is shown in Fig. shown. The radiant flux of the laser beam (i.e. the Power output of the laser) is controlled at 16 and given to the control center 17. After the closure A beam splitter 19 divides the beam into object illumination beam 20 and reference beam 21. In the example, the object is illuminated from two directions, the splitting is done by beam splitter 22, e.g. in any ratio without loss if the beam splitter has variable splitting ratio. After mirror 23 or 24, the beam is through Lens 25 or 26 with pinhole 27 -or. 28 made divergent and illuminates object 29. By moving the lenses

längs der Strahlen ist der Beleuchtungskegel der Objekt-. größe anpaßbar. Referenz strahl 21 wird nach Reflexion an Spiegel 30 durch Objektiv 31 mit Pinhole 32 divergent auf die lichtempfindliche Schicht 33 projiziert. Hier können analog durch "Verschieben des Objektivs 31 die Größe des Hologramms und die Anforderung an die Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung berücksichtigt werden. Insbesondere ist auch der Abstand zwischen Aufnahme schicht und Objekt der Objektgröße anpaßbar. Die Schemaskizze der Fig. 2 verzichtet auf die Darstellung von Anordnungen, die Beleuchtungsund Meßgeometrie jeweils entsprechend anpassen.along the rays, the cone of illumination is the object. size adjustable. Reference beam 21 is on after reflection Mirror 30 through lens 31 with pinhole 32 divergent the photosensitive layer 33 is projected. Here can analogously by "shifting the lens 31 the size of the Holograms and the requirement for the uniformity of the illumination are taken into account. In particular is the distance between the recording layer and the object can also be adapted to the size of the object. The schematic sketch of FIG. 2 is omitted to the representation of arrangements that adapt the lighting and measurement geometry accordingly.

Die Messung der Intensität des Objektfeldes IQ (s.o.), die von Objekt zu Objekt nach dessen Größe und Reflexionsgrad variiert, kann mit bekannten Methoden z.B. unmittelbar in der Belichtungsebene 33 gemessen werden. Während der Messung ist die Schicht z.B. durch ein Rouleau 100 vor Belichtung geschützt. Im Beispiel der Abbildung 2 erfolgt die Messung mittelbar über einen Spiegel 34-, der entweder ausschwenkbar oder starr und teilreflektierend sein kann, durch Abbildung des Objekts 29 mittels Objektiv 35 stuf den Fo to empfänger 36. In dem skizzierten Beispiel ist der Fotoempfänger 36 in drei räumlich nebeneinanderliegende Bereiche aufgeteilt, wodurch die Winkelausdehnung des Objekts und somit die ungefähre Verteilung der Objekt-The measurement of the intensity of the object field I Q (see above), which varies from object to object according to its size and degree of reflection, can be measured directly in the exposure plane 33 using known methods, for example. During the measurement, the layer is protected from exposure, for example by a blind 100. In the example in Figure 2, the measurement takes place indirectly via a mirror 34-, which can either be swiveled out or rigid and partially reflective, by imaging the object 29 using an objective 35, the photo receiver 36. In the example shown, the photo receiver 36 is in three spatially adjacent areas divided, whereby the angular extent of the object and thus the approximate distribution of the object

- ΛΛ -- ΛΛ -

energie über die räumliche Bandbreite im Hologramm gemessen werden kann. Zur Kontrolle der Verteilung der Intensität des Objektfeldes über die Fläche der lichtempfindlichen Schicht kann in der im, Beispiel skizzierten Anordnung der Meßteil mit Objektiv 55 intd Fotoempfänger entweder in der der Schicht 35 entsprechenden Ebene verschoben werden oder er ist über die Fläche verteilt mehrfach vorhanden. Auch die Intensität I des Referenzfeldes kann auf entsprechende Weise gemessen werden, was aber meist nicht nötig sein wird, da Veränderungen, sofern sie vorkommen, durch Filter oder den Strahlendurchmesser verändernde Ob j ekt iwerschiebungen eingeführt werden und aus der Größe dieser mechanischen Bewegungen entnommen werden können.energy measured over the spatial bandwidth in the hologram can be. To control the distribution of the intensity of the object field over the surface of the light-sensitive Layer can in the arrangement outlined in the example, the measuring part with lens 55 intd photo receiver either shifted in the plane corresponding to layer 35 or it is available several times over the area. Also the intensity I of the reference field can be measured in a corresponding way, but this will usually not be necessary, since changes provided they occur, ob j ect shifts are introduced and removed by filters or the beam diameter changing the magnitude of these mechanical movements can be taken can.

Nur die Komponente des elektrischen Vektors im Objektfeld, die zum elektrischen Vektor des Referenzfeldes parallel ist, trägt zur Interferenz bei der Hologrammaufzeichnung bei. Durch ein Polarisationsfilter 57 vor der Meßanordnung wird nur die interferenzfähige Komponente als Objektintensität IQ bestimmt, durch Drehen des Polarisationsfilters um 90° oder mittels einer zweiten Meßanordnung mit solchem Filter wird der nicht interferenzfähige Anteil der Objektfeldintensität erhalten und bei der Ermittlung der Modulation ρOnly the component of the electrical vector in the object field that is parallel to the electrical vector of the reference field contributes to the interference in the hologram recording. A polarization filter 57 in front of the measuring arrangement only determines the component capable of interference as the object intensity I Q ; by rotating the polarization filter by 90 ° or by means of a second measuring arrangement with such a filter, the non-interfering portion of the object field intensity is obtained and when determining the modulation ρ

009848/1508009848/1508

der Intensität der Zusatzbelichtung I2 zugerechnet. Zwar interferiert die letztgenante Komponente nicht mit dem Referenzfeld, jedoch interferieren ihre einzelnen Elementarwellen miteinander und bilden Interferenzstreifensysteme, die bei der Rekonstruktion Streulicht erzeugen, das als "Intermodulation Noise" bekannt ist. Wird durch ein Polarisationsfilter 58 zwischen Objekt 29 und Hologrammplatte 33 die nicht interferenzfahige Strahlung ausgeschaltet, so tritt sie weder als Zusatzbelichtung noch mit einem Anteil an "Intermodulation Noise" auf.attributed to the intensity of the additional exposure I 2. The last-mentioned component does not interfere with the reference field, but its individual elementary waves interfere with one another and form interference fringe systems which generate scattered light during the reconstruction, which is known as "intermodulation noise". If the radiation which is not capable of interference is switched off by a polarization filter 58 between object 29 and hologram plate 33, it does not occur either as additional exposure or with a proportion of "intermodulation noise".

Metallische Oberflächen verändern bei Reflexion die Polarisation des Lichtes nicht, nichtmetallische diffus reflek- . tierende Oberflächen depolarisieren; da nur die zum Referenzfeld parallele Komponente des elektrischen Vektors auf dem _ Hologramm aufgezeichnet wird, erscheinen in der Rekonstruktion nichtmetallische Oberflächen nur etwa halb so hell wie entsprechende metallische Oberflächen. Der Effekt tritt nicht auf bei Beleuchtung des Objekts mit unpolarisiertem Licht, wie es z.B. (nur in einem Strahl gezeigt)" durch ein λ/4—Plättchen und einen Diffusor 40 erzeugt wird. Überwiegt diese Art der Anwendung, so ist ein Gaslaser ohne Brewster-Penster vorteilhaft, der unpolarisiertes Licht und dadurch etwa doppelten Strahlungsfluß abgibt. Das Referenzfeld wird dann durchMetallic surfaces do not change the polarization of the light when reflected, non-metallic diffuse reflective. depolarize animal surfaces; since only the component of the electrical vector parallel to the reference field on the _ Hologram is recorded, non-metallic surfaces appear in the reconstruction only about half as bright as corresponding ones metallic surfaces. The effect does not occur when the object is illuminated with unpolarized light, as e.g. the application, a gas laser without Brewster-Penster is advantageous, the unpolarized light and thus about double Emits radiation flux. The reference field is then through

-0 09848/T508-0 09848 / T508

Polafilter 46 linear polarisiert. Der hierbei auftretende "Verlust wird vermieden, wenn als Strahlenteiler 19 ein Polarisator, z.B. ein Nicol-Prisma verwendet wird. Für unpolarisierte Beleuchtung sind λ/4-Platte 39 und gegebenenfalls Diffusor 40 nötig. Für polarisierte Beleuchtung ist der Objektbeleuchtungsstrahl um 90° zu drehen, womit der Normalfall hergestellt ist, aber mit der höheren Leistung des unpolarisierten Lasers. Ohne-Polarisationsfilter 38 oder/und 37 wird bei unpolarisierter Beleuchtung eine Objektintensität gemessen, die sich zu gleichen Teilen aus interferenzfähigem Anteil I und nicht interferenzfähigem Anteil I zusammensetzt. Wegen des "Intermodulation Noise" ist Jedoch die Verwendung von Polarisator 38 vorteilhafter. Polafilter 46 linearly polarized. The one occurring here "Loss is avoided if a polarizer, for example a Nicol prism, is used as the beam splitter 19. For unpolarized illumination are λ / 4 plate 39 and possibly Diffuser 40 required. For polarized lighting, the object illumination beam has to be rotated by 90 °, with which the Normally produced, but with the higher power of the unpolarized laser. Without polarization filter 38 and / or 37, with unpolarized illumination, an object intensity is measured which is divided equally from the interference-capable part I and the non-interference-capable part Part I composed. Because of the "intermodulation Noise, however, the use of polarizer 38 is more advantageous.

Wenn die Beleuchtung auf das Objekt 29 wie in der herkömmlichen Fotografie auf zweckmäßigste Licht-Schattenwirkung usw. eingestellt ist (z.B. durch Beleuchtungsstärkeverteilung am veränderlichen Strahlenteiler 22 und durch harte Beleuchtung von Punktquelle 28 und weiche Aufhellung von Diffusor 40) wird die Beleuchtungsstärkeverteilung über die Objektebene so verändert, daß die Auswirkung der Modulationsübertragungsfunktion M (v) vorkompensiert wird. In der Figur 2 sind vom Hologramm-aus gesehen die linkenWhen the lighting on the object 29 as in conventional photography on the most appropriate light-shadow effect etc. is set (e.g. by illuminance distribution on the variable beam splitter 22 and by hard Illumination of point source 28 and soft brightening of diffuser 40) is the illuminance distribution over changed the object plane so that the effect of the modulation transfer function M (v) is precompensated. In FIG. 2, viewed from the hologram, are the left

U 0 9 Π ;>8 / IBOBU 0 9 Π ; > 8 / IBOB

Partien des Objekts im Hologramm in höheren OrtsfrequenzenVkodiert, wo M (ψ*) niedriger ist. Also muß die Eingangsmodulation ρ (-ν) dort höher sein, damit die effektive Modulation ρ (y) = pQ (JV) · M O*) für das ganze Objekt annähernd konstant ist. Dies wird erreicht z.B. durch Einsetzen von Masken 41 und 42 mit angepaßtem etwa keilförmigem Durchlässigkeitsverlauf in die Objektbeleuchtungsstrahlen. Die Maskierung kann auch in der Objektebene erfolgen, z.B. durch eine entsprechende partielle Verlängerung der Belichtungszeit durch gesteuertes Einschieben einer in der Skizze als Kulissenblenäs gezeichneten Maske 43. Ein Strahlenteiler 22 mit entsprechend starker ort- . licher Veränderung des Transmissions-Reflexionsverhältnisses erreicht den gleichen Zweck, ohne Verlust an Laser- . energie, es sind dann während der visuellen Ausrichtung der Beleuchtung zu 41 und 42 gerade umgekehrt verlaufende Masken zu verwenden.Parts of the object in the hologram are V-coded in higher spatial frequencies, where M (ψ *) is lower. So the input modulation ρ (-ν) must be higher there so that the effective modulation ρ (y) = p Q (JV) · MO *) is approximately constant for the entire object. This is achieved, for example, by inserting masks 41 and 42 with an adapted, approximately wedge-shaped permeability profile in the object illuminating beams. The masking can also take place in the object plane, for example by a corresponding partial lengthening of the exposure time by controlled insertion of a mask 43 drawn in the sketch as a backdrop. Licher change of the transmission-reflection ratio achieves the same purpose without loss of laser. energy, masks running in the opposite direction to 41 and 42 are then to be used during the visual alignment of the lighting.

Der Referenzstrahl braucht im Fall der im Beispiel gezeigten divergenten Form zur Gewährleistung gleichmäßiger Belichtung Ausgleich für die 1/(Abstand)^-Abnahme, z.B. durch Transparenzmaske 44, und in jedem Falle eine Korrektur des im Querschnitt von Laserstrahlen herrschenden etwa der Normalverteilung folgenden Intensitätsverlaufs. Das kann z.B. durch eine Maske 4-5 erfolgen. Ist die Maske 45 in nicht kollimiertIn the case of the example shown, the reference beam needs a divergent shape to ensure uniform exposure Compensation for the 1 / (distance) ^ decrease, e.g. through a transparency mask 44, and in each case a correction of the intensity curve that prevails in the cross section of laser beams and roughly follows the normal distribution. This can be done, for example a mask 4-5 can be done. If the mask 45 is not collimated in FIG

3 49/15093 49/1509

192458S192458S

po 123/MO 174po 123 / MO 174

aufgeweitetem Strahlengang verschiebbar angeordnet, dann kann die Intensitätsverteilung einstellbar überkompensiert werden* wodurch sich z.B. zum Rand abfallende Beleuchtungsstärke von einem nahen kleinen Objekt durch höhere Referenzstrahlintensität im Bezug auf die Modulation teilweise und in bezug auf den Belichtungsmittelwert weitgehend ausgleichen läßt. Beim Durchgang durch mehrere optische Elemente infolge Doppelbrechung gegebenenfalls auftretende Abweichungen von der linearen Polarisation werden durch Polafilter 46 ausgeschaltet. widened beam path arranged displaceably, then the intensity distribution can be overcompensated adjustable * resulting in, for example, illuminance falling towards the edge from a nearby small object due to higher reference beam intensity partially compensate with regard to the modulation and largely with regard to the average exposure value leaves. When passing through several optical elements due to birefringence, any deviations from of the linear polarization are switched off by the polar filter 46.

Nach Messung der ursprünglichen Objektfeldintensität z.B. durch Anordnung 35» 36 wird vom Steuerzentrum .17 aus die Modulation auf Sollwert gebracht, z.B. durch Regeln der Objektfeldintensität mit Polarisations- oder Transparenzfilter 47. In diesem Fall wird also konstante Beleuchtungsstärke hergestellt und Verschluß 18 wird nicht verändert; für jedes Filmmaterial besteht entsprechend seiner Empfindlichkeit eine feste Belichtungszeit. Der Nachteil ist, daß der Anteil des Objektbeleuchtungsstrahle an der Laserleistung für die meisten Objekte unnötig hoch ist. Günstiger ist eine Abstimmung auf Objekte mittlerer Große und mittleren Reflexionsgrades und im Fall sehr gering reflektierender Objekte Abschwächung des ReferenzfeldesAfter measuring the original object field intensity, e.g. by means of arrangement 35 »36, the control center .17 sends the Modulation brought to the target value, e.g. by regulating the object field intensity with a polarization or transparency filter 47. In this case, then, illuminance is constant produced and shutter 18 is not changed; for each film material there is accordingly its Sensitivity a fixed exposure time. The disadvantage is that the proportion of the object illumination rays in the Laser power is unnecessarily high for most objects. It is more economical to use medium-sized objects and average reflectance and, in the case of very poorly reflecting objects, attenuation of the reference field

009848/150 8009848/150 8

- 16 PO 123/MO 174 "- 16 PO 123 / MO 174 "

durch. Filter 48. In gleichem Maße ist die Belichtungszeit am Verschluß 18 zu verlängern. Verlustlose Ausnutzung der Laserleistung wird durch Verschiebung eines Strahlenteilers 19 mit kontinuierlichem Transmissions-Reflexionsverhältnis erreicht. Hierbei wird der Sollwert für die in 35/36 zu messende Objektintensität eine Funktion der Verschiebestellung des Strahlenteilers 19; die Belichtungszeit berechnet sich aus dem Kehrwert der Summe von gemessener Objektfeldintensität und Referenzfeldintensität, die aus der zur Stellung des Strahlenteilers 19 gehörenden Transmission folgt.by. Filter 48. The exposure time is the same to extend at the lock 18. Lossless utilization the laser power is achieved by shifting a beam splitter 19 with a continuous transmission-reflection ratio achieved. Here, the target value for the object intensity to be measured in 35/36 becomes a function of the shift position the beam splitter 19; the exposure time is calculated from the reciprocal of the sum of the measured Object field intensity and reference field intensity, those from the position belonging to the beam splitter 19 Transmission follows.

Wenn zur Aufnahme beweglicher Objekte, z.B. von Pflanzen oder Tieren, ein Impulslaser benützt wird, kann die Modulation nach dem Meßwert einer Probeauslösung oder nach dem Einstellicht, z.B. von einem in den Strahlengang eingespiegelten Gaslaserstrahl, eingestellt werden. Bei besonders schwach reflektierenden Objekten kann die Messung anzeigen, daß die Energie des Impulses nicht zur gewünschten Gesamtbelichtung führen wird. In diesem Fall geht das Defizit als inkohärente Zusatzbelichtung I in die Steuerung ein, die Modulation wird entsprechend höher eingestellt und die restliche Belichtung wird anschließend von -einer thermischen Lichtquelle aufgefüllt. Ebenso können für längere Belichtungen Empfindlichkeit und gegebenenfalls CharakteristikIf for picking up moving objects, e.g. plants or animals, a pulsed laser is used, the modulation according to the measured value of a test release or after the modeling light, e.g. by a gas laser beam reflected in the beam path. With especially weakly reflecting objects, the measurement can indicate that the energy of the pulse is not the desired one Overall exposure will result. In this case, the deficit goes into the control as incoherent additional exposure I, which Modulation is set accordingly higher and the remaining exposure is then from a thermal Filled up light source. Likewise, sensitivity and, if necessary, characteristics can be used for longer exposures

009848/15 0 8009848/15 0 8

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von fotografischen Platten durch Blitzvorbelichtung verbessert werden ("Weinland-Effekt"). In diesem Fall ist 49 eine Blitzlampe, die während einer bestimmten Zeit eine dem Heziprozitatsverhalten des jeweiligen Materials angepaßte konstante Gesamtenergie abstrahlt. Das Steuerzentrum ist nur insofern betroffen, als es Modulation und Belichtung nach den für vorbelichtetes Material geltenden Charakteristiken einstellt.of photographic plates can be improved by flash pre-exposure ("Weinland effect"). In this case it is 49 a flash lamp that lasts for a certain time emits a constant total energy adapted to the rate behavior of the respective material. The control center is only affected insofar as there is modulation and exposure according to those applicable to pre-exposed material Sets characteristics.

Es kann vorkommen, daß von einem Objekt eine Folge von Aufnahmen auf die gleiche Platte gemacht werden soll, z.B. Vorder-, Seiten- und Rückansicht, mechanisiert durch Drehteller 50 und in bekannter Technik zur Trennung mehrerer Hologrammbilder, z.B. durch Drehung der lichtempfindlichen Schicht 33 um ihre Mittelpunktsnormale zwischen den Aufnahmen. Oder es soll ein Objekt synthetisch aufgebaut werden, auch aus realen Einzelteilen ("Phantom-Bild",."Spreng-Skizze"). Ein besonders wichtiger Fall ist die holografische Aufzeichnung des Wellenfeldes eines Gegenstandes zu zwei Zeitpunkten unter verschiedenen Umständen, z.B. verschiedenen Temperaturen oder Belastungen, zur interferometrischen Bestimmung der vorgegangenen Veränderungen. Für solche N-fachhologramme, ermittelt die Steuerung den Belichtungswert, der ^ der für den Fall der MehrfachbelichtungIt can happen that a sequence of Recordings are to be made on the same plate, e.g. front, side and rear views, mechanized by a turntable 50 and in known technology for separating several hologram images, e.g. by rotating the photosensitive Layer 33 around its center normal between the recordings. Or an object should be constructed synthetically, also from real individual parts ("phantom picture",. "explosive sketch"). A particularly important case is the holographic one Recording of the wave field of an object at two points in time under different circumstances, e.g. different Temperatures or loads, for interferometric Determination of the previous changes. For such N-fold holograms, the control determines the exposure value, the ^ the in the case of multiple exposure

009848/15 08009848/15 08

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optimalen Gesamtbelichtung sein wird (die optimale Ge- .^,, samtbeiichtung ist bei Addition von Belichtungen entsprechend der linearen Skala etwas niedriger als bei einer einfachen Belichtung mit zeitproportional wachsenden Amplituden im Interferenzgitter). Bei der Steuerung der Modulation werden jeweils alle übrigen Belichtungen als inkohärente Zusatzbelichtungen I eingerechnet, wodurch die Eingangsmodulation der Einzelbilder in erster Näherung um den Faktor Vn1 größer wird.optimal overall exposure (the optimal overall exposure is somewhat lower when adding exposures according to the linear scale than with a simple exposure with amplitudes increasing proportionally to the time in the interference grating). When controlling the modulation, all other exposures are included in the calculation as incoherent additional exposures I, whereby the input modulation of the individual images is greater by the factor Vn 1 as a first approximation.

Das Steuerungsprinzip ist mit Modifikationen auch auf andere Hologrammarten anwendbar.The control principle can also be applied to other types of hologram with modifications.

Bei Bildebenenhologrammen wird das Objekt 5I in kohärentem Licht mittels eines Objektivs 52 etwa um die Ebene des Aufnahmematerials 54- projiziert. Im Beispiel der Figur 3 fällt das Referenzfeld 55 von der Rückseite auf die Schicht 35· Entsprechend den Leuchtdichten des projizierten Objekts treten im Objektwellenfeld größere Intensitätsvariationen auf. Daher muß die Bestrahlungsstärkeverteilung in der Hologrammebene abgetastet werdenj ζ. B. über Spiegel 56 mit einer flächenhaften Anordnung einer großen Zahl von lichtelektrischen Wandlern 57 oder durch zeilenweises Abtasten. Die Steuerung stellt das .Intensitätsverhältnis nach den Partien mit der größten Bestrahlungsstärke ein und wähltIn the case of image plane holograms, the object 5I is projected in coherent light by means of an objective 52 approximately around the plane of the recording material 54-. In the example in FIG. 3, the reference field 55 falls from the rear onto the layer 35. In accordance with the luminance of the projected object, greater intensity variations occur in the object wave field. Therefore, the irradiance distribution in the hologram plane must be scannedj ζ. B. via mirror 56 with a planar arrangement of a large number of photoelectric converters 57 or by scanning line by line. The control sets and selects the intensity ratio according to the areas with the greatest irradiance

009848/1508009848/1508

die Belichtung so, daß die heilsten Stellen tolerierbar jenseits des Maxiumuns der Funktion G (E) liegen. Enthält das Bild einzelne begrenzte Partien mit außerordentlich hoher Leuchtdichte (Reflexe), so würde eine Modulationsanpassung nach diesen Reflexen den Gesamtwirkungsgrad des Hologramms zu sehr senken , Nichtbeachtung würde sie jedoch durch Überbelichtung (G (E) weit jenseits des Maximums) in der Rekonstruktion dunkel erscheinen lassen. Eine Verbesserung ist möglich durch Kompression des Intensität sumfanges im Objektfeld durch die bekannte Technik der Gradationsmaske. Die Herstellung der Maske kann mit der Steuerungseinrichtung gesteuert werden, wenn photochromes Material dafür benützt wird. Die Maske 58 wird vor der Aufzeichnungsebene oder in eine zu ihr konjugierte Ebene eingesetzt. Eine Lichtquelle 59 der Wellenlänge, bei der das photochrome Material sein Empfindlichkeitsmaxiumum hat, beleuchtet über einen teilreflektierenden Spiegel 60 gleichzeitig mit der Laserlichtquelle 61 das Objekt 51 und damit das Maskenmaterial 58, hinter dem sich statt der Aufnahmeschicht vorübergehend die Meßanordnung 57 befindet, versehen mit einem-für die Laserwellenlänge,aber nicht die Wellenlänge der Quelle 59» durchlässigen Filter. Das Steuerzehtrum schaltet Quelle 59 ab, sobald die Meßanordnung 57 genügende Verringerung der Kontraste feststellt. Da photochromes Material"sehr unempfindlich ist, kann auch diethe exposure so that the most holy places can be tolerated lie beyond the maximum of the function G (E). The picture contains individual limited parts with extraordinarily high luminance (reflections), a modulation adjustment according to these reflections would reduce the overall efficiency of the hologram too much, but failure to do so would result in overexposure (G (E)) far beyond the Maximum) appear dark in the reconstruction. An improvement is possible by compressing the intensity scope in the object field using the well-known technique of the gradation mask. The production of the mask can be done with the Control device can be controlled if photochromic material is used for it. The mask 58 is in front of the Recording level or in a conjugate level used. A light source 59 of the wavelength at which the photochromic material is at its maximum sensitivity has illuminated the object 51 and simultaneously with the laser light source 61 via a partially reflecting mirror 60 so that the mask material 58, behind which instead of the Receiving layer temporarily the measuring arrangement 57 is located, provided with a -for the laser wavelength, but not the Source wavelength 59 »transparent filter. The tax revenue switches off the source 59 as soon as the measuring arrangement 57 detects a sufficient reduction in the contrasts. Since photochromes Material "is very insensitive, so can the

009848/15 08009848/15 08

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Laserquelle 61, eventuell unterstützt von einer Quelle gleicher Lichtfarbe, die Maske herstellen mit einer Belichtung, gegen die dann die Hologrammbelichtung vernachlässigbar ist. Die photochrome Maske wird nach durchgeh führter Aufnahme durch Belichtung mit geeigneter Wellenlänge wieder gebleicht. Laser source 61, possibly supported by a source the same light color, produce the mask with an exposure against which the hologram exposure is then negligible is. After the exposure, the photochromic mask is bleached again by exposure to a suitable wavelength.

Analog sind die Probleme bei Fouriertransformationshologrammen. Hier kann die Messung der Objektfeldintensität in dem Bereich des Hologramms vorgenommen werden, in dem die Ortsfrequenz der wichtigsten Detailgröße des Objekts aufgezeichnet wird, die also dann mit dem besten Wirkungsgrad rekonstruiert wird.The problems with Fourier transform holograms are analogous. Here, the measurement of the object field intensity can be carried out in the area of the hologram in which the spatial frequency of the most important detail size of the object is recorded, which is then with the best efficiency is reconstructed.

Das Steuerzentrum 17» das einerseits die Informationen der" Meßanordnung 16 und 36 und die indirekt aus Stellung von z.B. Strahlenteilern, Filtern, Objektiven u.a. iiber-) tragenen Daten über die Intensität des Referenzfeldes und weiterhin die Messungen oder Belichtung beeinflussende Werte über die jeweilige Geometrie der gesamten Anordnung erhält und andererseits die notwendigen Intensitatsverhältnisse zwischen den einzelnen Strahlen und die Belichtungsdauer sowohl mit kohärenter als auch nichtinterferierender Beleuchtung ermittelt, .kann z.B. nach ArtThe control center 17 »that, on the one hand, the information the "measuring arrangement 16 and 36 and the indirectly from position e.g. beam splitters, filters, lenses, etc. carried data on the intensity of the reference field and further influencing the measurements or exposure Receives values about the respective geometry of the entire arrangement and, on the other hand, the necessary intensity ratios between each ray and the exposure time with both coherent and non-interfering Lighting determined, can e.g. according to Art

0 09848/15080 09848/1508

eines Analogrechners in bekannter Technik aufgebaut sein. Die Grundlage hierfür ist die früher angegebene Gleichung für die Modulation. Wichtig ist deshalb, daß in dem Steuerzentrum außer den jeweiligen apparaturinternen Größen jeweils die Daten über das zu verarbeitende fotografische Material in automatisch lesbarer Form, z.B. in Form einer Lochkarte vorhanden sind. Diese Lochkarte enthält zumindest die Angabe über den anzustrebenden Belichtungsmittelwert Έ und die anzustrebende mittlere Eingangsmodulation ρ . Für eine automatische Kompensation der Übertragungsfunktion wird ihr Verlauf möglichst in Form von Parametern einer analytischen Näherung für den verwendeten Bildwinkel eingegeben. Für Mehrfachbelichtungen, besondere Wiedergabebedingungen u.a., sind zusätzlich.die dann anzustrebenden Mittelwerte einzugeben, für Hologramme mit Bestrahlungsstärkevariationen mehr Daten über die Funktion G (E) zur Berechnung des dann auch einzustellenden Kon-" trastumfanges usw.an analog computer using known technology. The basis for this is the previously given equation for the modulation. It is therefore important that, in addition to the respective internal parameters, the data on the photographic material to be processed is available in the control center in an automatically readable form, for example in the form of a punch card. This punch card contains at least the information about the target exposure average value Έ and the target average input modulation ρ. For an automatic compensation of the transfer function, its course is entered as far as possible in the form of parameters of an analytical approximation for the image angle used. For multiple exposures, special reproduction conditions, etc., the mean values to be strived for are also to be entered, for holograms with irradiance variations, more data via the function G (E) to calculate the amount of contrast to be set, etc.

009848/150009848/150

Claims (18)

Dr. Klaus Biedermann 13. Mai 1969 Unterhaching 10-hu-kl Ter-Meer-Str. 28 · PO 123/MO 174 PatentansprücheDr. Klaus Biedermann May 13, 1969 Unterhaching 10-hu-kl Ter-Meer-Str. 28 · PO 123 / MO 174 patent claims 1. Verfahren zur Herstellung von Hologrammen mit einem νοώ.1. Method of making holograms with a νοώ. k zu holografierenden Objekt reflektierten Objektstrahl Tand einem zu diesem kohärenten Referenzstrahl, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensitäten des Objektstrahles und/oder des Referenzstrahles über eine programmierte Steuervorrichtung automatisch so geregelt werden, daß in der Schichtträgerebene, in der die beiden Strahlen interferieren, eine unter Berücksichtigung der Modulationsübertragungsfunktion des Aufnahmematerials wenigstens einen Mindestwert erreichende Modulation auftritt, und daß die Gesamtlichtmenge über die Be- k to be holographic object reflected object beam Tand a coherent reference beam, characterized in that the intensities of the object beam and / or the reference beam are automatically regulated by a programmed control device so that in the layer support plane in which the two beams interfere, one under consideration the modulation transfer function of the recording material at least a minimum value reaching modulation occurs, and that the total amount of light over the loading f lichtungszeit entsprechend den sensitometrischen Daten des Aufnahmematerials und seiner Verarbeitung gegebenenfalls unter Anwendung einer nichtinterferierenden Zusatzbelichtung durch die Steuervorrichtung automatisch so geregelt wird, daß der modulierte Teil der Aufzeichnung in dem jeweils günstigsten Bereich der Kennlinie des Aufzeichnungs- und Wiedergabeprozesses liegt. f exposure time is automatically regulated by the control device according to the sensitometric data of the recording material and its processing, if necessary using a non-interfering additional exposure, so that the modulated part of the recording is in the most favorable range of the characteristic curve of the recording and playback process. 009Θ4Θ/1508009Θ4Θ / 1508 po 123/MO 174po 123 / MO 174 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrahlungsstärke, die das vom Objekt reflektierte Feld in der Aufzeichnungsebene (33) oder einer zu ihr konjugierten Ebene erzeugt, fotoelektrisch ausgewertet und die Intensität des Objektstrahles und/oder des ReferenzStrahles im Sinne der Modulationsregelung gesteuert wird.2. The method according to claim 1, characterized in that that the irradiance that the reflected from the object Field in the recording level (33) or a generated conjugate plane to it, evaluated photoelectrically and the intensity of the object beam and / or the reference beam in terms of modulation control is controlled. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulation in der Aufzeichnungs- oder einer zu ihr konjugierten Ebene gemessen und die Objektu-nd/oder Referenzstrahlintensität entsprechend geregelt werden.3. The method according to claim 1, characterized in that that the modulation is measured in the recording plane or a plane conjugate to it and the object and / or Reference beam intensity can be regulated accordingly. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Hologrammarten mit großes Variation der relativen Objektfeldintensität über die Aufzeichnungsfläche der Umfang der Variationen gemessen wird und Objekt- und/oder Referenzstrahlintenstität nach einem bestimmten Wert innerhalb dieses Umfangs geregelt werden.4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that that with hologram types with great variation the relative object field intensity over the recording area the extent of the variations is measured and object and / or reference beam intensity regulated according to a certain value within this scope will. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,5. The method according to claim 4, characterized in that daß an einem oder mehreren Örtlich festgelegten Punkten die Objektfeldintentsität gemessen wird und nach diesem "that at one or more fixed points the object field intensity is measured and according to this " 009348/1508009348/1508 . PO 123/MO 174. PO 123 / MO 174 Wert oder einer aus Vergleich dieser Werte erhaltenen Größe Objekt- und/oder Referenzstrahlintensität geregelt werden.Value or one obtained by comparing these values Size object and / or reference beam intensity can be regulated. 6. Verfahren nach Anspruch 4· oder 5» dadurch gekenn- " zeichnet, daß bei zu großen örtlichen Intensitätsvariationen die Kontraste durch eine Transparenzmaske verringert werden, wobei die Maske vorzugsweise in situ auf photochromem Material hergestellt wird, während die Steuereinrichtung die Kontrastverringerung bis zum Sollwert verfolgt. 6. The method according to claim 4 · or 5 »marked thereby-" shows that if the local intensity variations are too great, the contrasts are shown by a transparency mask be reduced, the mask is preferably fabricated in situ on photochromic material, while the Control device tracks the contrast reduction up to the target value. 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtträgerebene zumindest teilweise auf eine an sich bekannte Modulationsmeßeinrichtung vergrößert abgebildet wird, insbesondere auf zwei mit demselben Teilbild beauf-7. Apparatus for performing the method according to claim 3, characterized in that the layer support plane is at least partially based on a modulation measuring device known per se is shown enlarged, in particular on two with the same partial image } schlagte Fotowiderstähde (6a, 8) mit nichtlinearer} hit photo resistors (6a, 8) with non-linear ones Kennlinie, wobei vor dem einen ein Diffusor (9) angeordnet ist und der Unterschied der beiden Meßwerte ein Maß für die Modulation ist.Characteristic curve, with a diffuser (9) arranged in front of one and the difference between the two measured values Measure for the modulation is. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Strahlenteiler (10) für die beiden ■Fotowiderstände (6a, 8) eine Zylinderlinse (7) mit quer zur Richtung8. Apparatus according to claim 7 »characterized in that in front of the beam splitter (10) for the two ■ photoresistors (6a, 8) a cylindrical lens (7) with transverse to the direction 009848/1508009848/1508 po 123/MO 174po 123 / MO 174 der Interferenzstreifen laufender Achse angeordnet ist und daß die Elektroden der lOtowiderstände vorzugsweise parallel zu den Interferenzstreifen verlaufen.the interference fringe is arranged along the axis and that the electrodes of the 10o resistors are preferably run parallel to the interference fringes. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 und 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwert eines oder beider Fotowiderstände zur Ermittlung und/oder Steuerung der Belichtungszeit herangezogen wird.9. Device according to one of claims 4 and 5 »thereby characterized in that the measured value of one or both photoresistors is used to determine and / or control the exposure time. 10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine fotoelektrische Einrichtung (36) zur Messung der Intensität des vom Objekt (29) reflektierten Wellenfeldes vorgesehen ist, die über geeignete Mittel, wie einstellbare Strahlenteiler (22), verschiebbare Graukeile oder in Strahlrichtung verschiebbare Objektive (25) die Bestrahlungsstärke auf dem Objekt (29) so einstellt, daß die vom Objekt ausgehende Bestrahlungsstärke auf dem Aufzeichnungsmaterial (33) einen Sollwert erreicht.10. Apparatus for performing the method according to claim 2, characterized in that a photoelectric Means (36) for measuring the intensity of the wave field reflected by the object (29) is provided, which over suitable means, such as adjustable beam splitters (22), displaceable gray wedges or displaceable in the direction of the beam Objectives (25) adjusts the irradiance on the object (29) so that the irradiance emanating from the object reached a target value on the recording material (33). 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang des vom Objekt (29) reflektierten Lichtes ein fester teildurchlässiger oder ein ausschwenkbarer Spiegel (34-) vorgesehen sind, die die in der Schichtträgerebene (33) vorhandene Bestrahlungsstärkeverteilung auf den Fotoempfänger (36) übertragen.11. The device according to claim 10, characterized in that that in the beam path of the light reflected by the object (29) a solid partially transparent or a pivotable one Mirrors (34-) are provided which show the radiation intensity distribution present in the layer support plane (33) transferred to the photo receiver (36). 0 0 3 3 4 8 /] 5 0 80 0 3 3 4 8 /] 5 0 8 PO 123/MO 174 'PO 123 / MO 174 ' 12. Vorrichtung nach Anspruch 10 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur zeilenweisen Abtastung der Aufzeichnungsebene oder12. The device according to claim 10 for performing the method according to claim 4, characterized in that for line-by-line scanning of the recording plane or „ einer zu ihr konjugierte Ebene und zur Regelung der vom Objekt ausgehenden Bestrahlungsstärke entsprechend der Meßwertvariation einer oder mehrere lichtelektrische Wandler vorgesehen sind.“A conjugate level to it and to regulate the vom Irradiance emanating from the object corresponding to the measured value variation, one or more photoelectric Converters are provided. 13. Vorrichtung nach Anspruch 10 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilung der Bestrahlungsstärke aus dem Objektfeld über die Aufzeichnungsebene in dieser oder einer zu ihr konjugierten Ebene durch eine rasterartige Anordnung von lichtelektrischen Wandlern gemessen und nach einer aus den Einzelwerten bestimmten kritischen Größe die Regelung vorgenommen wird.13. Apparatus according to claim 10 for performing the method according to claim 4, characterized in that the distribution of the irradiance from the object field over the recording plane in this or one to its conjugate plane measured by a grid-like arrangement of photoelectric converters and the regulation is carried out according to a critical variable determined from the individual values. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei der holografischen Aufnahme von nichtmetallischen Objekten zur Ausscheidung des depolarisierten Anteils des vom Objekt (29) reflektierten Lichtes vor der Meßanordnung ein Polarisationsfilter (37) vorgesehen ist und eine weitere Anordnung zur Messung dem Zusatzlicht hinzuzurechnendens mit dem Referenzfeld nicht interferierenden Anteils vorhanden ist.14. Device according to one of claims 7 to 11, characterized in that in the holographic recording of non-metallic objects for the separation of the depolarized portion of the light reflected by the object (29), a polarization filter (37) is provided in front of the measuring arrangement and a further arrangement for Measurement of s to be added to the additional light with the reference field non-interfering component is present. 48/150848/1508 PO 123/MO 174PO 123 / MO 174 15. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polarisationsfilter (38) zwischen Objekt (29) und Schichtträger (33) angeordnet ist. 15. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a polarization filter (38) is arranged between the object (29) and the layer support (33). 16. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnete, daß eine getrennt steuerbare Zusatzlichtquelle (49) zur gleichförmigen Belichtung des Schichtträgers vorgesehen ist.16. Device according to one of the preceding claims, characterized in that a separately controllable Additional light source (49) is provided for uniform exposure of the substrate. 17. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichneten, daß während der Belichtung Transparenzmasken oder in ihrer zeitlichen Verschiebung gesteuerte Abschattungsschirme die Bestrahlungsstärke mal Belichtungszeit über den Objektraum so verändern, daß das Produkt aus Eingangsmodulation und Übertragungsfunktion über den Gesichtsfeldwinkel etwa konstant bleibt, wobei diese Kompensation bei der Steuerung des Intensitätsverhältnisses und der Belichtungszeit eingerechnet wird.17. Device according to one of the preceding claims, characterized in that transparency masks or their temporal shift during the exposure controlled shading screens the irradiance times change the exposure time over the object space in such a way that the product of input modulation and Transfer function over the field of view angle remains approximately constant, with this compensation in the Control of the intensity ratio and the exposure time is included. 18. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein nach Art eines Rechners, insbesondere Analogrechners, ausgebildetes Steuerzentrum (17) vorgesehen18. Device for performing the method according to one of claims 1 to 3 and 13, characterized in that that a control center (17) designed in the manner of a computer, in particular an analog computer, is provided 009848/1508009848/1508 PO 123/MO 174- -PO 123 / MO 174- - ist, enthaltend Eingänge für die fotoelektrischen Meßeinrichtungen, für die die Referenzfeldintensität bestimmenden jeweiligen Einstellungen von Strahlenteilern, Filtern, Aufweitungsoptik usw., für die die Messung und/oder die Bestrahlungsstärken bestimmenden jeweiligen geometrischen Verhältnisse der Anordnung, für die Zahl der vorgesehenen Aufnahmen pro Hologramm, und insbesondere für die Übertragungsfunktion und die sensito- * metrischen Daten des lichtempfindlichen Materials, seiner Verarbeitung und der Wiedergabe der Hologramme, welches Steuerzentrum die Intensitäten von Objektstrahl und/oder Referenzstrahl sowie die Gesamtbelichtung, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme einer inkohärenten Zusatzbelichtung so steuert, daß bei der eingegebenen Verarbeitung und Art der Wiedergabe Rekonstruktionen von der gewünschten Charakteristik erhalten werden.contains inputs for the photoelectric measuring devices, for the respective settings of beam splitters, filters, expansion optics, etc. that determine the reference field intensity, for the respective geometric relationships of the arrangement that determine the measurement and / or the irradiance, for the number of recordings provided per hologram, and in particular for the transfer function and the sensito- * metric data of the light-sensitive material, its processing and the reproduction of the holograms, which control center controls the intensities of the object beam and / or reference beam as well as the overall exposure, possibly with the aid of an incoherent additional exposure, so that during the input processing and type of playback reconstructions of the desired characteristic can be obtained. 009848/1508009848/1508
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