DE2245408A1 - HOLOGRAPHIC DEVICE - Google Patents

HOLOGRAPHIC DEVICE

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DE2245408A1 DE19722245408 DE2245408A DE2245408A1 DE 2245408 A1 DE2245408 A1 DE 2245408A1 DE 19722245408 DE19722245408 DE 19722245408 DE 2245408 A DE2245408 A DE 2245408A DE 2245408 A1 DE2245408 A1 DE 2245408A1
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Description

Holographiegerät
(Priorität: 16. September 1971, Japan, Nr, 71 196/71)
Holographic device
(Priority: September 16, 1971, Japan, No. 71 196/71)

Die Erfindung betrifft ein Holographiegerät, insbesondere ein Holographiegerät mit einer Phasenplatte zur Herstellung von Hologrammen nicht nur digitaler Informationen, sondern auch analoger Muster- oder Bildinformationen wie Zeichnungen, chinesischer Schriftzeichen, Buchstaben und Ziffern.The invention relates to a holography device, in particular a holography device with a phase plate for the production of Holograms not only of digital information, but also of analog sample or image information such as drawings, Chinese Characters, letters and numbers.

Für ein Hologramm guter Qualität werden die folgenden Eigenschaften gefordert: Die Speicherdichte muß hoch sein, das wiedergegebenen Bild muß eine gute Qualität aufweisen und darf nur geringe Störungen enthalten, der Beugungs- oder Diffraktionswirkungsgrad muß hoch sein und der Fehlverteilungsfaktor der Information muß gering sein. Ein derzeit zur Verwendung der Holographie zur Informationsspeicherung weit verbreitetes Verfahren ist das Fouriertransformations-Holographieverfahren, bei dem Linsen bzw. Objektive verwendet werden. Fig. 1 der beigefügten Zeichnung 2eigt die schematische Ansicht eines Geräts zur Durchführung dieses Verfahrens. Hierbei wird ein von einer Laserquelle 11 ausgehender paralleler Lichtstrahl (im folgenden als "Objektlicht" bezeichnet) 13 und in einen reflektierten Licht-For a good quality hologram, the following will be made Properties required: The storage density must be high, the reproduced image must and may be of good quality contain only slight disturbances, the diffraction or diffraction efficiency must be high and the maldistribution factor the information must be small. A method currently widely used for using holography to store information is the Fourier transform holography process in which lenses or objectives are used. Fig. 1 of the attached Drawing 2 shows the schematic view of an apparatus for carrying out this method. This is done by a laser source 11 outgoing parallel light beam (hereinafter referred to as "object light") 13 and into a reflected light

30S81S/KUS30S81S / KUS

strahl (im folgenden als "Bezugslicht" bezeichnet) 14 mittels eines Strahlteilers 12 aufgeteilt. Der Objektlichtstrahl 13 wird mittels eines Strahldehners 18 in einen Lichtstrahl aus parallelem Licht großen Durchmessers verstärkt und mittels einer Fokussierlinse 17 auf ein Hologrammedium 15 fokussiert, das in der hinteren Brennebene der Linse 17 angeordnet ist. Der Bezugslichtstrahl 14 wird von einem Reflektor 19 reflektiert und auf den gleichen Bereich des Holqgrammediums 15 wie der Qbjektlichts^rahl 13 projiziert. Wenn die Phase, Amplitude oder Polarisation des Objektlichtstrahls 13 entsprechend einer aufzuzeichnenden Information mittels einer Informationsübertragungseinrichtung bzw. eines Modulators 16 moduliert wird, der unmittelbar hinter der Fokussierlinse 17 angeordnet ist, so interferiert der Objektlichtstrahl 13 mit dem Bezugslichtstrahl 14« Die Information wird auf dem Hologrammedium 15 gespeichert.beam (hereinafter referred to as "reference light") 14 means a beam splitter 12 divided. The object light beam 13 is amplified by means of a beam expander 18 into a light beam of parallel light of large diameter and by means of a focusing lens 17 focused on a hologram 15 which is in the rear focal plane of the lens 17 is arranged. The reference light beam 14 is reflected by a reflector 19 and onto the same area of the hologram medium 15 as the object light beam 13 projected. If the phase, amplitude or polarization of the Object light beam 13 corresponding to information to be recorded by means of an information transmission device or a modulator 16 is modulated immediately behind the Focusing lens 17 is arranged, so the object light beam interferes 13 with the reference light beam 14 «The information is stored on the hologram 15.

Ein Beispiel für die Informationsübertragungseinrichtung ist die bekannte Bit-Informationskarte» wie sie in Pig. 25 gezeigt ist. Die Karte ist mit runden Löchern versehen, die entsprechend einem digitalen Informationsmuster in Form einer Matrix an geeigneten Stellen angeordnet sind. Ein rundes Loch entspricht einem Bit der Information. Wie aus Fig. 9 der beigefügten Zeichnung hervorgeht, in der die Lichtintensität in Abhängigkeit vom Abstand von einer Mitte aufgetragen ist, besteht eine Schwierigkeit bei der Verwendung der Karte darin, daß die Energie an sehr schmalen Teilen des Spektrums angeordnet ist. Dies liegt an der gegenseitigen Interferenz der durch die jeweiligen runden Löcher hindurchtretenden Lichtstrahlen. Ss ist deshalb unmöglich, den Objektlichtstrahl gegenüber dem Referenzlichtstrahl mit festliegender Energie sehr intensiv zu machen. Das hat den Nachteil zur Folge, daß die Rekonstruktion- oder Wiedergabegüte nicht sehr hoch sein kann. Wenn die Intensität der Spitze eines scharfen Spektrums zur Einstellung eines geeigneten Pegels unterdrückt werden soll, so fällt die Signalenergie an den RindernAn example of the information transmission device is the well-known bit information card »as it is in Pig. 25 shown is. The card is provided with round holes that correspond to a digital information pattern in the form of a matrix are arranged in suitable places. A round hole corresponds to one bit of information. As shown in Figure 9 of the accompanying drawings is shown in which the light intensity is plotted as a function of the distance from a center, there is a difficulty in using the card in that the energy is located on very narrow parts of the spectrum. This is due to the mutual interference of the light rays passing through the respective round holes. Ss is therefore impossible to make the object light beam very intense compared to the reference light beam with fixed energy. That has the disadvantage the consequence that the reconstruction or reproduction quality cannot be very high. When suppressing the intensity of the peak of a sharp spectrum to set an appropriate level is to be, the signal energy falls on the cattle

309815/1045309815/1045

des Spektrums "bei Verwendung einer trockenen Fotoplatte als Hologrammediura in den unempfindlichen Teil der Fotoplatte, so daß die Qualität des wiedergegebenen Bildes verschlechtert wird. Wird andererseits die Energie des Bezugslichts sehr ^ioch gemacht, so fällt der obere Teil des Spektrums in den Sättigungsbereich der trockenen Fotoplatte, so daß ebenfalls die Qualität des wiedergegebenen Bildes verschlechtert wird. Nach einem bekannten Verfahren wird zur Vermeidung dieser Nachteile verhindert, daß die Signalenergie auf dem Hologrammedium in ein scharfes Spektrum geformt wird, und zwar derart, daß eine Phasenplatte entsprechend den Stellungen der runden Löcher auf die Karte gelegt wird, die die Phasen der durch die runden Löcher der Karte hindurchtretenden Lichtstrahlen beliebig oder willkürlich verschiebt, und die das Licht nur wenig absorbiert und streut. Das heißt, der .,Maximalwert der Signalenergie wird verglichen mit dem Fall, in dem keine Phasenplatte verwendet wird, ausreichend gering gemacht, um so die Wiedergabegüte des Holographiegeräts zu verbessern".of the spectrum "when using a dry photographic plate as Hologram diura in the insensitive part of the photo plate, like that that the quality of the reproduced image is deteriorated. On the other hand, if the energy of the reference light is made very low, so the upper part of the spectrum falls into the saturation range of the dry photographic plate, so that also the quality of the reproduced image is deteriorated. According to a known method, in order to avoid these disadvantages, that the signal energy is formed on the hologram in a sharp spectrum, in such a way that a phase plate according to the positions of the round holes is placed on the card showing the phases of the through the round holes The light rays passing through the card shifts arbitrarily or arbitrarily, and which absorbs the light only slightly scatters. That is, the maximum value of the signal energy is compared made sufficiently low with the case in which no phase plate is used, so as to improve the reproduction quality of the holographic device to improve".

Bei einem vor der Verwendung der Phasenplatte angewendeten Verfahren wurde ein Verfahren benutzt, bei dem die' Hologrammebene absichtlich aus der Stellung des Brennpunktes verschoben wurde, um zu verhindern, daß die maximale Lichtintensität auf der Hologrammebene zu stark lokalisiert wird. Dieses Verfahren eignet sich zwar dazu, Konzentrationen der Lichtenergie zu vermeiden, es ist jedoch dann unzweckmäßig, vrenn ein Informationsspeicher mit hoher Speicherdichte hergestellt werden soll und die Größe des Hologramms auf einen vorherbestimmten Bereich beschränkt ist. Bei der Verschiebung der Hologrammebene aus der Brennebene ist die Herstellung des Fouriertransformationshologramms unmöglich. Dies führt zu dem weiteren Nachteil, daß Fresneltransformationshologramme verwendet werden müssen, wozu allgemein ein Hologrammedium mit höherer Auflösung als bei Fouriertransformationshologrammen notwendig ist, Ein weiterer ·One method prior to using the phase plate employed a method in which the hologram plane was intentionally shifted out of focus in order to prevent that the maximum light intensity is localized too strongly on the hologram plane. This method is suitable for avoiding concentrations of light energy, however, it is then inexpedient if an information store is used with high storage density is to be produced and the size of the hologram is limited to a predetermined area is. When the hologram plane is shifted from the focal plane, the Fourier transform hologram is produced not possible. This leads to the further disadvantage that Fresnel transformation holograms have to be used, for which purpose generally a hologram with a higher resolution than Fourier transform holograms is necessary, another

:i 0 y 8 1 ti / 1 (J /, H: i 0 y 8 1 ti / 1 (J /, H

Nachteil besteht darin, daß bei der Herstellung des Hologramms auf der Brennebene ein Effekt eintritt, durch *den eich sämtliche Ein-Bit-Informationen im wesentlichen gleichmäßig auf sämtliche Punkte der Hologrammebene verteilen, während dieser Effekt abgeschwächt wird, wenn die Hologrammebene aus der Brennebene verschoben ist. Demgegenüber bildet die oben beschriebene Phasenplatte eine sehr wirkungsvolle Einrichtung zur Verminderung der Lichtenergiekonzentration auf bestimmte Spektren und zur Verminderung der Fehlverteilung von Informationen auf der Hologrammebene. Tatsächlich ist die bekannte Phasenplatte zur Qualitätsverbesserung des Hologramms dann sehr wirkungsvoll, wenn sie bei einem Holographiegerät angewendet wird, bei dem die zu speichernde Information aus einem Digitalsignal besteht, und bei dem der Objektlichtstrahl durch eine Bit-Information in Form einer Matrix moduliert wird.The disadvantage is that in the manufacture of the hologram an effect occurs on the focal plane through which all one-bit information is essentially uniformly distributed across all Distribute points of the hologram plane, while this effect is weakened when the hologram plane is out of the focal plane is shifted. In contrast, the phase plate described above is a very effective means of reduction the light energy concentration on certain spectra and to reduce the maldistribution of information on the Hologram plane. In fact, the well-known phase plate is very effective for improving the quality of the hologram, when it is applied to a holographic device in which the information to be stored consists of a digital signal, and in which the object light beam is modulated by bit information in the form of a matrix.

Da jedoch bei Verwendung der Phasenplatte die zufälligen Phasenänderungen des Objektlichtstrahls diskontinuierlich erzeugt werden, werden die Fourierspektren gemäß Fig. 2, in der die Lichtintensität in Abhängigkeit vom Abstand von einer Mitte dargestellt ist, Trennungen unterworfen und der effektive Hologrammdurchmesser wird groß, wenn die Phasengrenzlinien innerhalb des runden Bitloches superponiert angeordnet sind, insbesondere wenn Analoginformationen wie Buchstaben und Muster auf dem Hologrammedium aufgezeichnet werden sollen. Demzufolge entstehen bei der Wiedergabe entsprechend den Grenzlinien der Phase helle und dunkle Bereiche in dem wiedergegebenen Bild, so daß dessen Qualität verschlechtert wird.Since, however, when using the phase plate, the accidental Phase changes of the object light beam are generated discontinuously, the Fourier spectra are shown in FIG the light intensity is shown as a function of the distance from a center, subject to separations and the effective hologram diameter becomes large when the phase boundary lines are superposed within the round bit hole, in particular when analog information such as letters and patterns are to be recorded on the hologram. As a result arise when reproducing, according to the boundary lines of the phase, light and dark areas in the reproduced image, so that the quality of which is deteriorated.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Hologrsphiegerät mit einer Phasenplatte zu schaffen, die sich insbesondere zur Aufzeichnung von Analoginformationen auf einem Hologrammedium eignet, durch die die Konzentration der Lichtenergie auf bestimmte Spektren verringert und dadurch die Wiedergabe eines Hologramms verbessert wird» durch die dieThe present invention is therefore based on the object to create a holographic device with a phase plate, which is particularly suitable for recording analog information on a hologram, through which the concentration the light energy is reduced to certain spectra and thereby the reproduction of a hologram is improved »by the

3 0 9 8 1 B / 1 0 Z1 53 0 9 8 1 B / 1 0 Z 1 5

Fehlverteilung der Informationen auf einer Hologrammebene verringert wird, durch die die Qualität sämtlicher Arten von Analoginformationshologrammen verbessert wird, und mit der eine Informationsspeicherung mit sehr hoher Dichte möglich ist.Maldistribution of information on a hologram level is reduced which improves the quality of all kinds of analog information holograms, and with the one Information storage with very high density is possible.

Das erfindungsgemäße Holographiergerät zeichnet sich aus durch eine beispielsweise in den Objektlichtstrahl des Holographiegeräts eingesetzte Phasenplatte mit einer Phasenfläche, auf der mehrere unterschiedliche kontinuierliche oder stetige Funktionsformen willkürlich verteilt sind. Hierdurch wird die Phase des durch de erfindungsgemäße Platte hindurchtretenden Objektlichtstrahls willkürlich verschoben, wobei die Verschiebung zwischen 0 und 2 nji (rad) verteilt wird, wobei dieser Verschiebung Absorption und Streuung des Lichts gering sind.The holographic device according to the invention is distinguished by an object light beam of the holographic device, for example Phase plate used with a phase surface on which several different continuous or continuous functional forms are randomly distributed. This determines the phase of the object light beam passing through the plate according to the invention arbitrarily shifted, the shift being distributed between 0 and 2 nji (rad), this shift The absorption and scattering of light are low.

Im folgenden werden der Stand der Technik und die vorliegende Erfindung anhand der beigefügten, zum Teil bereits erwähnten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Ansicht eines bekannten Hologrammspeichergeräts; The following are the prior art and the present The invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawings, some of which have already been mentioned. Show it: 1 is a schematic view of a known hologram storage device;

Fig. 2 in einem Diagramm die Lichtintensitätsverteilung auf einem Hologrammedium, wenn eine bekannte Platte und eine Bitinformationskarte verschoben übereinander angeordnet sind;
Fig. 3 die Wellenform eines Eingangssignals eines bekannten
2 shows a diagram of the light intensity distribution on a hologram when a known disk and a bit information card are arranged displaced one above the other;
Fig. 3 shows the waveform of an input signal of a known one

Fouriertransformationshologramms; Fig. 4 die Wellenform eines Eingangssignals bei Verwendung derFourier transform holograms; Fig. 4 shows the waveform of an input signal using the

bekannten Phasenplatte;
Fig. 5 ein Diagramm mit der Wellenform eines Eingangssignals
known phase plate;
Fig. 5 is a diagram showing the waveform of an input signal

bei Verwendung der erfindungsgemäßen Phasenplatte; Fig. 6 ein Diagramm mit der Darstellung der Intensitätsverteilung des Lichts auf einem Hologrammedium im Falle des Eingangssignals der Fig. 3;when using the phase plate according to the invention; 6 is a diagram showing the intensity distribution of the light on a hologram in the case of the input signal of FIG. 3;

Fig. 6 Diagramme mit der Intensitätsverteilung des Lichts auf '* einem Hologrammedium im Falle der Signale der Fig. 3f 4 bzw. 5; Fig. 6 shows diagrams with the intensity distribution of the light on '* a Hologrammedium in the case of the signals of Figure 3 f 4 and 5, respectively.

309815/1045309815/1045

Fig. 9 in einem Diagramm die Intensitätsverteilung des Lichts auf einem Hologrammedium bei dem bekannten Holographiegerät im Falle einer Bitinformation; 9 shows a diagram of the intensity distribution of the light on a holographic medium in the known holographic device in the case of bit information;

Fig. 10 ein Diagramm mit der Darstellung der Intensitätsverteilung des Lichts auf einem Hologrammedium bei einer bekannten, auf die Karte für eine Bitinfornation verscho-■ ben aufgelegten bekannten Phasenplatte;10 is a diagram showing the intensity distribution of the light on a hologram with a known one, transferred to the card for bit information ben placed known phase plate;

Fig. 11 ein Diagramm mit der Darstellung der Intensitätsverteilung des Lichts auf einem Hologrammedium für eine Bitinformation .bei einer erfindungsgemäßen, auf die Karte gelegten Phasenplatte;11 is a diagram showing the intensity distribution of light on a hologram for bit information .in an inventive, on the card laid phase plate;

Flg. 12 in einem Diagramm die Intensitätsverteilung! des Lichts, ' wenn eine willkürlich angeordnete Information, beispielsweise ein Buchstabe nach einem bekannten Verfahren auf einem Hologrammedium aufgezeichnet wird;Flg. 12 shows the intensity distribution in a diagram! of light, ' if a randomly arranged information, for example a letter according to a known method is recorded on a hologram;

Fig. 13 in einem Diagramm die Intensitätsverteilung des Lichts auf einem Hologrammedium bei Verwendung der bekannten Phasenplatte im Falle der Fig. 12;13 shows a diagram of the intensity distribution of the light on a hologram medium when the known ones are used Phase plate in the case of FIG. 12;

Fig. 14 in einem Diagramm die Intensitätsverteilung des Lichts auf einem Hologrammedium bei Verwendung der erfindungsgemäßen Phasenplatte;14 shows, in a diagram, the intensity distribution of the light on a hologram medium when the inventive method is used Phase plate;

Flg. 15 perspektivische Ansichten beziehungsweise Schnittbilder und 19 der erfindungsßemäßen Phasenplatteι bis 23Flg. 15 are perspective views and a sectional photos 19 of erfindun g ß ß EMAE en Phasenplatteι to 23

Fig.18a eine bekannte Phasenplatte für Digitalsignale; und 18b18a shows a known phase plate for digital signals; and 18b

Fig. 24 in einem Diagramm die Abhängigkeit der maximal zulässigen Steilheit vom effektiven Hologrammdurchmesser; und24 shows, in a diagram, the dependence of the maximum permissible steepness on the effective hologram diameter; and

Fig. 25 die Darstellung einer bekannten Bitinformationskarte.25 shows the representation of a known bit information map.

Zur leichteren Verdeutlichung der Vorteile der vorliegenden Erfindung gegenüber dem bekannten Verfahren sei eine eindimensionale Information aus nur einem Bit vorhanden. Ohne Phasenplatte hat das Eingangssignal eines Fouriertransformationshologramms die in Fig. 3 gezeigte Form. Die ausgezogenenTo make the advantages of the present easier to understand Invention over the known method is one one-dimensional information from only one bit is available. Without a phase plate, the input signal has a Fourier transform hologram the form shown in FIG. The undressed

309815/1045309815/1045

Linien der Fig. stellen die Form der Information (Objektlichtstrahl) dar, die durch ein rundes Loch hindurchtritt. Wird eine bekannte Phasenplatte für Digitalsignale gemäß Fig. 18a und 18b aufgelegt, so bekommt das Eingangssignal die in Fig. 4 gezeigte Form. In dieser Figur stellen die gestrichelten Linien die Phasenänderungen dar. Hier/bei liegt 'ein diskontinuierlicher Phasenpunkt innerhalb des Bits. Das Eingangssignal im Falle einer aufgelegten erfindungsgemäßen Phasenplatte ist in Fig. 5 dargestellt. Die Intensitätsverteilung des gebrochenen Lichts U (x) berechnet sich in jedem Falle nach den unten aufgeführten Gleichungen, wenn das Signal von einer Informationsübertragungseinrichtung der folgenden Gleichung folgt:Lines in the figure represent the shape of the information (object light beam) which passes through a round hole. Will be a If the known phase plate for digital signals according to FIGS. 18a and 18b is applied, the input signal receives that shown in FIG Shape. In this figure, the dashed lines represent the phase changes. Here / there is a discontinuous phase point within the bit. The input signal in the case of an applied phase plate according to the invention is shown in FIG. The intensity distribution of the refracted light U (x) is calculated in each case according to the equations listed below, when the signal from an information transmission device follows the following equation:

[o s |£| »f (D[o s | £ | »F (D

worin S der Durchmesser des runden Loches ist.where S is the diameter of the round hole.

Wenn keine Phasenplatte aufgelegt ist, so ergibt sich:If no phase plate is placed, the result is:

U1 (x) = c/t0 <£) e*p{-ik££Jd£ (2)U 1 (x) = c / t 0 <£) e * p {-ik ££ Jd £ (2)

Wenn die bekannte Phasenplatte gemäß Figur 18 aufgelegt ist, so ergibt sich:When the known phase plate according to FIG. 18 is applied, the result is:

U2 (x) * c/t0 (£) exp j-ik^ -irf^ dp . (3)U 2 (x) * c / t 0 (£) exp j-ik ^ -irf ^ dp. (3)

Wenn die erfindungsgemäße Platte aufgelegt ist, so ergibt sich:When the plate according to the invention is in place, the result is:

U3 (x) = c/ t0 (£) exp [-ik% -i^} d| (4)U 3 (x) = c / t 0 (£) exp [-ik% -i ^} d | (4)

Hierin ist C eine der Amplitude des auffallenden Lichte* proportionale Größe, die als Kontante betrachtet wird,β die. Koordinatenachse auf der Ebene der Informationsübertragungseinrichtung, χ eine Achse auf der Fourierebene. φΛ und φο bedeuten die Grö-Here, C is a quantity proportional to the amplitude of the incident light *, which is regarded as a constant, β the. Coordinate axis on the plane of the information transmission device, χ an axis on the Fourier plane. φ Λ and φ ο mean the size

Ben der Phasenverschiebungen durch die Phasenplatten. Sie könnten durch folgende Gleichungen ausgedrückt werden: ^.^—. . Ben of the phase shifts due to the phase plates. They could be expressed by the following equations: ^. ^ -. .

. . ';jf s/ft -:ft ν-. . '; jf s / ft -: f t ν-

15/1 CJA 515/1 CJA 5

St : -|St: - |

TT ι 0TT ι 0

2rr2rr

r < r < Sr <r <S

worin 0 < r < S.where 0 <r <S.

Iu1(X)I2, |U2(x)| 2 und |u5(x)| 2 sind in den Fig. 6, 7 bzw. β dargestellt. Da sich die Phase bei U2 (x) diskontinuierlich ändert, tritt gemäß Fig. 7 auf der Hochfrequenzseite der Fourierebene eine Spreizung der Spektren auf. Der Grund hierfür soll im folgenden erläutert werden. Die Fourierspektren des den Phasenänderungen unterworfenen Objektlichtstrahle, die einer geraden Linie mit der Steilheit bzw. Neigung a entsprechen, werden nach folgender Gleichung aus der Mitte verschoben:Iu 1 (X) I 2 , | U 2 (x) | 2 and | u 5 (x) | 2 are shown in FIGS. 6, 7 and β, respectively. Since the phase changes discontinuously at U 2 (x), a spread of the spectra occurs according to FIG. 7 on the high-frequency side of the Fourier plane. The reason for this will be explained below. The Fourier spectra of the object light beams subjected to the phase changes, which correspond to a straight line with the steepness or inclination a, are shifted from the center according to the following equation:

F (x) - /exp (- i aj*) . exp (i Für die Kitte der Spektren giltF (x) - / exp (- i aj *). exp (i The following applies to the putties of the spectra

Das heißt,This means,

(6)(6)

Venn sich daher wie bei U2(x) die Phase diskontinuierlich ändert und a sehr groß 1st, so wird das Spektrum des Objektlichtstrahls an dieser Stelle viel näher zur Hochfrequenzseite auf der Fourierebene gebracht. Das Gegenteil ist bei U«(x) der Fall, wenn sich die Phase kontinuierlich ändert und a nicht sehr groß ist. Die Verschiebung der Fourierspektren wird daher abgeschwächt. Obwohl bei niedrigen Fre-If the phase changes discontinuously, as in U 2 (x), and a is very large, the spectrum of the object light beam at this point is brought much closer to the high-frequency side on the Fourier plane. The opposite is the case with U «(x) when the phase changes continuously and a is not very large. The shift in the Fourier spectra is therefore weakened. Although at low fre-

309815/1045309815/1045

quenzen Spektralverschiebungen eintreten, erfolgt insgesamt keine merkliche Spreizung. Wenn der effektive Hologrammdurchmesser ausreichend groß gewählt wird, so wird die Information auf der Hochfrequenzseite ebenfalls wiedergegeben, so daß die Steilheit a verhältnismäßig groß gewählt werden kann. In diesem Falle wird jedoch die Informationsdichte gering.If spectral shifts occur, there is no overall result noticeable spread. If the effective hologram diameter is chosen to be sufficiently large, the information becomes on the high frequency side also reproduced, so that the steepness a can be chosen to be relatively large. In this case it will however, the information density is low.

Wenn die Wiedergabe bei auf einen kleinen Wert eingestelltem effektivem Hologrammdurchmesser ausgeführt wird, so wird die Dichte hoch. Der Hochfrequenzteil der Information geht jedoch verloren und die Qualität des wiedergegebenen Bildes wird verschlechtert. Wenn ein Bild zu erwarten ist, dessen Parameter (Signal-Rauschverhältnis, Kontur, ungleichmäßig helle und dunkle Teile usw.) bestimmte Bedingungen überschreiten, so wird der Minimalwert des effektiven Hologrammdurchmessers, der für eine bestimmte Steilheit erforderlich ist, bestimmt. Dies ist in Fig. 24 gezeigt. Wie aus dieser Figur hervorgeht, wird, wenn ein effektiver Hologrammdurchmesser eine geforderte Informationsdichte erfüllt, die Maximalsteilheit bestimmt, die für ein wiedergegebenes Bild guter Qualität erforderlich ist. Das heißt, es kann eine der Information entsprechende Phasenplatte hergestellt werden. Andererseits muß bei dem oben beschriebenen Verfahren, bei dem die Hologrammebene aus der Stellung des Brennpunktes verschoben wird (im folgenden als "Defokussierverfahren" bezeichnet), die Verschiebung groß sein, um ein wiedergegebenes Bild guter Qualität zu erzielen. Infolgedessenjwird die Größe der Phasenänderung infolge der Verschiebung in der Nähe des Randes der Informationsübertragungseinrichtung (der Karte) verhältnismäßig groß, was die Steilheit der geraden Linie betrifft. Daher sollte der effektive Hologrammdurchmesser ebenfalls groß- sein. Die Informationsdichte wird bei Verwendung der erfindungsgemäßen Phasenplatte zehnfach oder mehr größer als nach der bekannten Ausführungsform. Es sei beispielsweise die Kantenlänge der Karte 40 mm, f = 100,When reproduction is performed with the effective hologram diameter set to a small value, so the density becomes high. However, the high frequency part of the information is lost and so is the quality of the reproduced picture will worsen. If an image is to be expected, its parameters (signal-to-noise ratio, contour, unevenly bright and dark parts, etc.) exceed certain conditions, so the minimum value of the effective hologram diameter, which is required for a certain steepness, is determined. this is shown in FIG. As can be seen from this figure, when an effective hologram diameter becomes a required information density is satisfied, determines the maximum steepness required for a reproduced image of good quality. That is, a phase plate corresponding to the information can be produced. On the other hand, with the one described above, must Process in which the hologram plane is shifted from the position of the focal point (hereinafter referred to as "defocusing process" the shift must be large in order to obtain a reproduced image of good quality. As a resultjwill the magnitude of the phase change due to the shift in the vicinity of the edge of the information transmission device (of the map) relatively large in terms of the steepness of the straight line. Therefore, the effective hologram diameter should be also be great. When using the phase plate according to the invention, the information density becomes ten times or more greater than in the known embodiment. For example, let the edge length of the card be 40 mm, f = 100,

309 81,5/104309 81.5 / 104

- ίο -- ίο -

λ s 6 · 10 , die Defokussierung oder Entbündelung A »if/f = 0,05 und die Informationsgröße b = 0,1 mm. Dann wird eineλ s 6 · 10, the defocusing or unbundling A »if / f = 0.05 and the information size b = 0.1 mm. Then one will

2. Phasenänderung, mit der die Bedingung y * A ♦ χ eingehalten wird, der Information entsprechend dem Defokussicrvei'fahren überlagert, worin y die Grüße der Phasenplatte, χ der Abstand von der Mitte der Karte und A ein Koeffizient ist» der eich 2. Phase change, with which the condition y * A ♦ χ is met, superimposed on the information according to the defocus process, where y is the size of the phase plate, χ is the distance from the center of the card and A is a coefficient »the calibration

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. πΔ. πΔ

ergibt. v results. v

Am Rand der Karte ergibt sich die Steilheit der Phasenänderung zuThe steepness of the phase change is shown at the edge of the map to

a=y'=2Ab = 100.a = y '= 2Ab = 100.

Die Maximalsteilheit zur Herstellung eines .Wiedergabebildes gleicher Qualität bei höchster Dichte unter Verwendung der erfindungsgemäßen Phasenplatte istThe maximum steepness for producing a .playback image of the same Quality at the highest density using the phase plate according to the invention is

K=S = 31,4K = S = 31.4

Gemäß Fig. 24 ist das Verhältnis zwischen den effektiven Hologrammdurchmessern nach den beiden Verfahren: According to Fig. 24, the relationship between the effective hologram diameters according to the two methods is:

rr : Rg .s 4 : 1r r : Rg. s 4: 1

worin RR und R^ die effektiven Hologrammdurchmesser bei Verwendung der Phasenplatte bzw. bei Anwendung des Defökussierverfahrens bedeuten.where R R and R ^ mean the effective hologram diameter when using the phase plate or when using the defocussing process.

Da die Informationsdichte umgekehrt proportional ist dem Quadrat des effektiven Hologrammdurchmessers, kann, verglichen mit dem Defökussierverfahren,durch Verwendung der erfindungsgemäßen Phasenplatte die Informationsdichte auf das Sechzehnfache vergrößert werden. ^Since the information density is inversely proportional to the square of the effective hologram diameter, can be compared with the defocussing method, by using the Phase plate according to the invention, the information density can be increased to sixteen times. ^

309815/1045309815/1045

Bei Verwendung der erfindungsgemäßen phasenplatte, durch die kontinuierliche oder stetige Phasenänderungen entstehen, erfolgt keine große Spreizung der Fouriersprektren. Gleichzeitig kann die Höhe des Spektrums der Maxiinalintensität gesenkt werden. Auf diese Weise läßt sich eine Verbesserung der Qualität des wiedergegebenen Bildes und eine Verbesserung der Viedergabegüte erreichen.When using the phase plate according to the invention, through which continuous or steady phase changes arise, there is no large spread of the Fourier spectra. At the same time, the height of the spectrum can be adjusted to the maximum intensity be lowered. In this way, an improvement can be made the quality of the reproduced image and an improvement in the reproduction quality.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert werden. Um die Vorteile der vorliegenden Erfindung gegenüber den bekannten Verfahren deutlich zu machen, sei angenommen, daß die Information eindimensional ist. y The invention is to be explained below with reference to a preferred exemplary embodiment. In order to make the advantages of the present invention over the known methods clear, it is assumed that the information is one-dimensional . y

In Pig. 1 sei die Brennweite f der Fokussierlinse 17 gleich 200 mm. Als Informationsübertragungseinrichtung 16 wird eine Karte verwendet. Zunächst sei ein Bitihformation betrachtet, bei der runde Löcher gleichen Durchmessers in gleichen Abständen voneinander angeordnet sind. Der Durchmesser der Löcher betrage beispielsweise 250 /U, die Teilung bzw. der Abstand 500 /U, die Anzahl der Information sei 41 und die Karte liege unmittelbar hinter der Fokussierlinse 17 für den Objektlichtstrahl. Die Verteilung der Lichtintensität auf dem Hologrammmedium 15 ist in Fig. 9 für den Fall gezeigt, daß das Medium 15 auf der Brennebene der Fokussierlinse 17 liegt, und daß keine Phasenplatte vorhanden ist.Die Verteilung hat die Form scharfer Spektren. Die Infornationsenergie existiert nur in äußerst schmalen Bereichen, was äußerst nachteilig ist.In Pig. 1, let the focal length f of the focusing lens 17 be equal to 200 mm. As the information transmission device 16 used a card. First of all, consider a bit formation, in which round holes of the same diameter at equal intervals are arranged from each other. The diameter of the holes is, for example, 250 / rev, the pitch or the distance 500 / U, the number of information is 41 and the card is lying immediately behind the focusing lens 17 for the object light beam. The distribution of the light intensity on the hologram medium 15 is shown in FIG. 9 for the case where the medium 15 lies on the focal plane of the focusing lens 17, and that no phase plate is present. The distribution has the shape sharp spectra. The information energy exists only in extremely narrow areas, which is extremely disadvantageous.

Fig. 10 zeigt die Lichtintensitätsverteilung auf dem Hologrammedium 15 unter den gleichen Bedingungen, wenn eine bekannte diskontinuierliche Phasenplatte aufgelegt ist, so daß der diskontinuierliche Phasenpunkt innerhalb der runden öffnung überlagert ist. Die willkürliche Einheit der Ordinatenachse stellt die Intensität des durch die Karte übertragenen Lichts dar. Die Maximalintensität wird, verglichen mit der der Fig.Fig. 10 shows the light intensity distribution on the hologram 15 under the same conditions when a known one discontinuous phase plate is placed so that the discontinuous phase point is within the round opening is superimposed. The arbitrary unit of the ordinate axis represents the intensity of the light transmitted through the card The maximum intensity is compared with that of Fig.

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um eine Größenordnung verbessert. Darüber hinaus wird die Verteilung verbreitert. Die Spektren sind Jedoch in verschiedene Spitzen getrennt, wobei die Durchmesser der Hologramme auf der Hochfrequenzseite gedehnt werden.improved by an order of magnitude. In addition, the distribution widened. However, the spectra are separated into different peaks, with the diameter of the holograms on the High frequency side are stretched.

Fig. 11 zeigt die Verteilung der Lichtintensität auf dem Hologrammedium 15 unter den gleichen Bedingungen, wenn die erfindungsgemäße, kontinuierlich ändernde Blasenplatte aufgelegt ist. Die maximale Lichtintensität wird im gleichen Maße wie in Fig. 10 verbessert, es tritt jedoch keine Spektrentrennung auf und das lokale Vorhandensein der verteilten Energie wird völlig vermieden.Fig. 11 shows the distribution of light intensity on the hologram 15 under the same conditions when the according to the invention, continuously changing bubble plate placed is. The maximum light intensity is improved to the same extent as in Fig. 10, but no spectrum separation occurs on and the local presence of the distributed energy is completely avoided.

Fig. 12, 13 und 14 zeigen Lichtintensitätsverteilungen auf dem Hologrammedium 15 für den Fall, daß der Objektlichtstrahl durch die Informationsübertragungseinrichtung entsprechend eindimensionalen Informationen moduliert wird, die willkürlich angeordneten Buchstäben entsprechen. Bei Fig. 12 wird keine Phasenplatte verwendet, bei Fig. 13 die bekannte diskontinuierliche Phasenplatte und bei Fig. 14 die erfindungsgemäße kontinuierliche Phasenplatte. Wie sich aus den Fig. ergibt, ist die erfindungsgemäße Phasenplatte sehr wirkungsvoll nicht nur bei regelmäßigen oder gleichförmigen Bitinformationen, sondern auch bei allgemeinen Analoginformationen, die keine besondere Regelmäßigkeit aufweisen.Figs. 12, 13 and 14 show light intensity distributions on the hologram 15 in the event that the object light beam through the information transmission device accordingly one-dimensional information is modulated, which correspond to randomly arranged letters. In Fig. 12, no phase plate is used, in FIG. 13 the known discontinuous one Phase plate and, in FIG. 14, the continuous phase plate according to the invention. As can be seen from the figures, is the phase plate according to the invention is not only very effective in the case of regular or uniform bit information, but also in the case of general analog information that is not special Show regularity.

Besteht die Information aus einem zweidimensionalen Analogmuster, so entsprechen die Phasenverschiebungen, denen der parallele Lichtstrahl beim Durchtritt durch die erfindungsgemäße Phasenplatte unterworfen wird, einer willkürlichen ein- oder zweidimensionalen kontinuierlichen oder stetigen Funktion (Fig. 20 oder 19), die nicht regelmäßig ist, und bei der sich die Verteilung der Verschiebungen zwischen 0 und 2ττ (rad) ändert. Die stetigen Funktionen sind beispielsweise Sinusfunktionen, sich wiederholende Gauß'sche Verteilungsfunktionen, Mehrecklinien-Funktionen (angenähert geradlinige Funktionen) usw.The information consists of a two-dimensional Analog pattern, the phase shifts correspond to those of the parallel light beam when passing through the inventive Phase plate is subjected to an arbitrary one or two-dimensional continuous or continuous function (Fig. 20 or 19) which is not regular and in which the distribution of the displacements changes between 0 and 2ττ (rad). The continuous functions are, for example, sine functions, repeating Gaussian distribution functions, polygon functions (approximately straight functions) etc.

30981 5/ 1 CH530981 5/1 CH5

Die erfindungsgemäße Phasenplatte "besteht aus einem AufWu, der gemäß Fig. 15 mehrere Einheitsplatten enthält, die je eine eindimensionale Phasenänderung bewirken und auf einer Ebene parallel angeordnet sind, so daß ihre Phasenänderungsrichtungen identisch sind. Bei dieser Anordnung besteht ein Vorteil darin, daß, da die Phasenänderungen in einer Dimension erfolgen, die Phasenplatte einfacher hergestellt werden kann als bei zwei Dimensionen. Zusätzlich soll erfindungsgemäß eine Phasenplattenanordnung verwendet werden, bei der zwei derartige eindimensionale Phasenplatten übereinander angeordnet sind, so daß die eindimensionalen Phasenänderungsrichtungen einander schneiden können. Ein Vorteil besteht in diesem Falle darin, daß die eindimensionalen Phasenplatten einfach hergestellt werden können und bei einem zweidimensionalen Muster verwendbar sind, indem sie im geschnittenen Zustand verwendet werden.The phase plate according to the invention "consists of a AufWu, which, as shown in FIG. 15, contains a plurality of unit plates which each cause a one-dimensional phase change and on one Plane are arranged in parallel so that their phase change directions are identical. There is an advantage with this arrangement in that since the phase changes are in one dimension, the phase plate can be made more easily than in two Dimensions. In addition, according to the invention, a phase plate arrangement is to be used in which two such one-dimensional Phase plates are arranged one above the other, so that the one-dimensional Phase change directions can intersect each other. An advantage in this case is that the one-dimensional Phase plates can be easily manufactured and used in a two-dimensional pattern by using can be used in the cut state.

Wie oben erwähnt, gehört die mehreckige Linienfunktion zu den stetigen Funktionen, - die auf der eindimensional veränderlichen Phasenplatte verteilt sind. Die Erfindung umfaßt eine Phasenplatte, mit der die Phasenverschiebungen, entsprechend der Mehreck-Linienfunktion beim Durchtritt durch die Platte zwischen O und 2 ηπ (rad) (n ist eine positive ganze Zahl) kontinuierlich geändert wird. Ein Vorteil dieser Phasenplatte besteht darin, daß die polygonale Linienfunktion sehr zweckmäßig zur gleichförmigen Phasenveränderung zwischen O und 2 ηπ (rad) ist. Darüber hinaus ist die Funktion stetig. Die polygonale Linienfunktion umfaßt solche, wie sie in den Fig. 16 und 21 gezeigt sind, bei denen die schrägen Linien gleichschenkliger Dreiecke mit willkürlicher Basislänge und gleichen Höhen miteinander verbunden sind. - · .As mentioned above, the polygonal line function belongs to the continuous functions - those on the one-dimensionally variable Phase plate are distributed. The invention includes a phase plate with which the phase shifts, accordingly of the polygonal line function when passing through the plate between 0 and 2 ηπ (rad) (n is a positive integer) continuously will be changed. An advantage of this phase plate is that the polygonal line function is very useful for uniform phase change between O and 2 ηπ (rad). In addition, the function is continuous. The polygonal line function includes those shown in Figs are where the oblique lines of isosceles triangles with arbitrary base length and equal heights are connected to each other are. - ·.

Ein Vorteil dieser Ausbildung besteht darin, daß, wenn die polygonale Linienfunktion die Form sckräger Linien gleichschenkliger Dreiecke hat, die Fouriersprektren auf der Hologramm-An advantage of this design is that, when the polygonal line function, the shape of inclined lines is isosceles Triangles that have Fourier spectra on the hologram

3 0 9 815/10 453 0 9 815/10 45

ebene gegenüber der Mitte zweiseitig symmetrisch verteilt werden, so daß keine ungleichmäßigen Spektren auftrete.n können. Da die Basislängen willkürlich verteilt sind, sind auch die Neigungen bzw. die Steilheit der schrägen Linien der gleichschenkligen Dreiecke willkürlich, so daß Fehlverteilungen der Spektren auf der Hologrammebene vermindert bzw. zumindest verringert werden.plane are distributed symmetrically on both sides in relation to the center, so that no uneven spectra can occur. Since the Base lengths are arbitrarily distributed, are also the inclinations or the steepness of the oblique lines of the isosceles triangles arbitrarily, so that maldistributions of the spectra on the hologram plane are reduced or at least reduced.

Die Erfindung umfaßt ferner Phasenplatten, bei denen gleichschenklige Dreiecke mit bestimmten Basislängen so verteilt sind, daß der Besetzungsfaktor bezüglich der gesamten Phasenplatte mit größeren Basislängen kleiner sein kann. Ein Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß die Spektralintensität durch Verringerung der intensiveren Sprektren gleichförmig gemacht werden kann. Infolge der schwächeren Steilheit der schrägen Linien der gleichschenkligen Dreiecke enthalten nämlich die Fourierspektren ein intensiveres Spektrum im niederfrequenten Teil der Hologrammebene als im hochfrequenten Teil der Hologrammebene.The invention further comprises phase plates in which isosceles triangles with certain base lengths are so distributed are that the occupation factor with respect to the entire phase plate can be smaller with larger base lengths. A The advantage of this arrangement is that the spectral intensity is uniform by reducing the more intense spectra can be made. As a result of the weaker steepness of the oblique lines of the isosceles triangles contain namely the Fourier spectra have a more intense spectrum in the low-frequency part of the hologram plane than in the high-frequency part the hologram plane.

Die Erfindung umfaßt ferner eine Phasenplatte (Fig. 17» 22), bei der die polygonale Linienfunktion aufeinanderfolgende gleichschenklige Dreiecke mit wenigstens einem Teil, in dem die dem hindurchtretenden Lichtstrahl mitgeteilte Phasenverschiebung konstant ist. Ein Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß das Spektrum an der Hologrammitte erzeugt wird, indem der parallel zu den Basen liegende Teil mit konstanter Phase hinzzaddiert wird. Demgegenüber fehlt im mittleren Teil der Fourierspektren bei der vorstehend beschriebenen, lediglich aus gleichschenkligen Dreiecken zusammengesetzten Phasenplatten ein Spektrum.The invention further comprises a phase plate (Fig. 17 » 22), in which the polygonal line function consists of successive isosceles triangles with at least one part in which the the phase shift communicated to the light beam passing through is constant. An advantage of this arrangement is that the spectrum is generated at the center of the hologram by adding the part that is parallel to the bases and has a constant phase will. In contrast, in the middle part of the Fourier spectra in the one described above, only isosceles are missing Triangles composed of phase plates make a spectrum.

Die vorliegende Erfindung umfaßt ferner eine Phasenplatte (Fig. 23), bei der die sich stufenförmig ändernden Teile der in Fig. 18 gezeigten Phasenplatte aufeinander folgend durch gerade Linien oder Kurven miteinander verbunden sind, deren Steilheit geringer ist als ein bestimmter Wert. Da in diesemThe present invention also includes a phase plate (Fig. 23) in which the stepwise changing parts of the phase plate shown in Fig. 18 successively straight lines or curves are connected with each other, the steepness of which is less than a certain value. Because in this

309815/1045309815/1045

Fall die Lage der geneigten Flächen an den verbundenen Teilen willkürlich verteilt ist, tritt auf der Hologrammebene keine spektrale Fehlverteilung auf, und zwar auch dann nicht, wenn gleiche Neigungen oder Steilheiten vorliegen. Beispielsweise können bei einer Phasenplatte, mit der Phasenänderungen von O, π und 2π erzeugt werden können, die willkürlich in gleichen Teilungen untergebracht sind, wobei die Summe der Zahlen der Teile, mit denen die Phasenänderungen von O und 2π bewirkt werden können gleich ist der Anzahl der Teile, mit denen die Phasenänderung von π möglich ist, die die Phase ändernden Teile gemäß Fig. 3 durch gerade Linien miteinander verbunden sein, wobei der Absolutwert ihrer Neigungen innerhalb der oben erwähnten zulässigen Grenzen gleich ist, und wobei die Neigungen positive und negative Vorzeichen aufweisen können.Case the location of the inclined surfaces on the connected parts is randomly distributed, no spectral maldistribution occurs on the hologram plane, even if the same inclinations or steepnesses are present. For example, in a phase plate, with the phase changes of O, π and 2π can be generated arbitrarily in equal divisions are accommodated, the sum of the numbers of the parts with which the phase changes of O and 2π can be effected equal to the number of parts with which the phase change of π is possible, according to the phase changing parts Fig. 3 may be connected to each other by straight lines, the absolute value of their inclinations being within those mentioned above permissible limits is the same, and wherein the slopes can have positive and negative signs.

■ Im folgenden soll ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Phasenplatten beschriebenwerden.■ The following is a method for producing the phase plates according to the invention are described.

Die jeweiligen Funktionsformen werden mittels eines elektronischen Rechners erzeugt und auf einer Kathodenstrahlröhre in Form von Helligkeitsunterschieden wiedergegeben. Eine trockene Fotoplatte wird unter Verwendung der Wiedergabe belichtet. Nach der Entwicklung und Fixierung wird die Fotoplatte gebleicht, so daß sich die gewünschten Eigenschaften als Positiv darstellen. Das heißt, nachdem die Fotoplatte belichtet, entwickelt und fixiert wurde, hat sie eine weiß-schwarze Dichteverteilung. Das abgelagerte Silber der Fotoplatte wird beispielsweise mittels Natriumferricyanid, Chromaufheller (Kodak) und Quecksilberchlorid in Ag^Fe(CN)g, AgCl + HgCl bzw. AgCl + Cr2Cl umgewandelt, d. h. in Substanzen mit geringem Lichtabsorptionsfaktor und großem Brechungsindex. Auf diese Weise können die gewünschten Eigenschaften erhalten werden. Nach einem ebenfalls anwendbaren Verfahren wird ein Elektronenstrahl-Aufzeichnungsgerät anstelle der Kathodenstrahlröhre zur Erzeugung der Bilder verwendet. Ein ferner in Frage kommendes Verfahren besteht darin, daß die Phasenplatte unter Verwendung gelatineartigen Bichromate für die trockene Platte hergestellt wird. ' 309815/1045 The respective functional forms are generated by means of an electronic computer and displayed on a cathode ray tube in the form of differences in brightness. A dry photographic plate is exposed using the reproduction. After developing and fixing, the photographic plate is bleached so that the desired properties are shown as positive. This means that after the photo plate has been exposed, developed and fixed, it has a white-black density distribution. The silver deposited on the photo plate is converted into Ag ^ Fe (CN) g, AgCl + HgCl or AgCl + Cr 2 Cl, i.e. into substances with a low light absorption factor and a high refractive index, for example by means of sodium ferricyanide, chromium brighteners (Kodak) and mercury chloride. In this way, the desired properties can be obtained. Another method that can also be used is to use an electron beam recorder in place of the cathode ray tube to generate the images. A coming also into question method is that the phase plate is manufactured using gelatinous bichromates for the dry plate. '309815/1045

Natürlich ist die erfindungsgemäße Phasenplatte kein Diffuser, der hauptsächlich zur Lichtstreuung .verwendet wird. Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, kann die Form der stetigen Funktion willkürlich bestimmt werden. So kann sie beispielsweise einen Differentialquotienten enthalten, der der Dichte der der Informationsübertragungseinrichtung mitgeteilten Informationen entspricht. Auch können die Phasenverschiebungen in einen vorherbestimmten Bereich fallen, oder die Form kann diese beiden Maßnahmen kombinieren.Of course, the phase plate according to the invention is not a diffuser that is mainly used for light scattering. As is apparent from the above description, the shape of the continuous function can be determined arbitrarily. So she can for example contain a differential quotient which corresponds to the density of the information transmission device communicated Information corresponds. The phase shifts can also fall within a predetermined range, or the shape can combine these two measures.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Phasenplatte tritt zuweilen der Fall ein, daß die gewünschte Form, beispielsweise gleichschenklige Dreiecke, nicht in vollkommener Form erhalten werden, sondern etwas verzerrt oder gesSrt sind. Hierdurch entstehen jedoch keine Schwierigkeiten, da der Zweck der vorliegenden Erfindung im wesentlichen erfüllt werden kann.During the production of the phase plate according to the invention, the case sometimes occurs that the desired shape, for example isosceles triangles, are not preserved in perfect shape, but are somewhat distorted or distorted. Through this however, no problem arises because the purpose of the present invention can be substantially achieved.

Die durch die erfindungsgemaüe Phasenplatte mitgeteilte Phasenverteilung kann so gewählt werden, daß sie in dem Bereich zwischen O und 2 im (n = 1, 2 ....) liegt. Ein ähnlicher Effekt ergibt sich, wenn eine trockene Platte, bei der Natriumbichromat in Polymethylmetacrylat aufgelöst ist, anstelle der oben erwähnten trockenen Platte mit gelatiniertem Bichromat verwendet wird. The communicated by the phase plate according to the invention Phase distribution can be chosen so that it lies in the range between O and 2 im (n = 1, 2 ...). A similar effect results when a dry plate in which sodium dichromate is dissolved in polymethyl methacrylate is used in place of the above-mentioned dry plate with gelatinized bichromate.

Mit dem erfindungsgemäßen Gerät kann also das Fouriertransformationshologramm eines allgemeinen analogen Musters oder eines Bitmusters mit guter V/iedergabetreue, mit verringerter Fehlverteilung der Information und mit hoher Dichte erzeugt werden. Ferner muß bei Verwendung der bekannten Phasenplatte bei der Aufzeichnung eines Hologramms einer Bitinformation darauf geachtet werden, daß die runden Löcher und die Stellungen der Phasenplatte für die Superposition einander entsprechen. Dagegen reicht bei Verwendung der erfindungsgemäßen Phasenplatte eine nicht sehr sorgfältige Superposition aus. Ein ähnlicher Effekt ergibt sich ohne die Notwendigkeit bei bekannten Geräten, besonders auf die Übereinstimmung der Stellung zu achten.With the device according to the invention, the Fourier transform hologram can of a general analog pattern or a bit pattern with good fidelity, with reduced Maldistribution of information and high density are generated. Furthermore, when using the known phase plate in the Attention was paid to recording a hologram of bit information that the round holes and the positions of the phase plate for the superposition correspond to each other. On the other hand, enough when using the phase plate according to the invention, a not very careful superposition. There is a similar effect without the need in known devices to pay particular attention to the correspondence of the position.

PatentansprücheClaims

309815/1045309815/1045

Claims (16)

DA-10065 PATENTANSPRÜCHE DA-10065 PATENT CLAIMS r\J Holographiegerät mit einer kohärenten Lichtquelle^ zur Erzeugung eines Objektlichtstrahls und eines Bezugslichtstrahls, mit einer Modulationseinrichtung zur Modulation des Objektlichtstrahls entsprechend einer aufzuzeichnenden Information, mit wenigstens einem Aufzeichnungsmedium, und mit einer optischen Einrichtung zur Projektion des modulierten Objektlichtstrahls und des Bezugslichtstrahls auf die gleiche Stelle auf dem Aufzeichnungsmedium, so daß infolge der Interferenz zwischen dem modulierten Objektlichtstrahl und dem Bezugslichtstrahl ein Hologrammuster aufgezeichnet wird, gekennzeichnet durch eine aus transparentem Material bestehende und im Weg des Objektlichstrahl (13) angeordnete Phasenplatte mit einer Phasenfläche, auf der mehrere unterschiedliche stetige Funktionsformen in willkürlicher Verteilung angeordnet sind, so daß die Phase des durch jeden Teil der Phasenplatte hindurchgehenden Objektlichtstrahls willkürlich verschoben werden kann. r \ J Holography device with a coherent light source ^ for generating an object light beam and a reference light beam, with a modulation device for modulating the object light beam according to information to be recorded, with at least one recording medium, and with an optical device for projecting the modulated object light beam and the reference light beam onto the same Place on the recording medium so that a hologram pattern is recorded as a result of the interference between the modulated object light beam and the reference light beam, characterized by a phase plate made of transparent material and arranged in the path of the object light beam (13) with a phase surface on which several different continuous functional forms in are arranged arbitrarily so that the phase of the object light beam passing through each part of the phase plate can be arbitrarily shifted. 2. Holographiegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Phasenplatte so ausgebildet ist, daß ihre stetige Funktionsform einen Differentialkoeffizienten enthält, der durch eine Aufzeichnungsdichte der Information vorherbestimmt wird.2. Holography device according to claim 1, characterized in that the phase plate is designed so that their continuous functional form has a differential coefficient which is predetermined by a recording density of the information. 309815/1045309815/1045 3. Holographiegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Phasenverschiebung des Objektlichtstrahls innerhalb eines vorherbestimmten Bereiche liegt.3. Holography device according to claim 1, characterized in that the phase shift of the object light beam lies within a predetermined range. 4. Holographiegerät nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Phasenplatte so ausgebildet ist, . daß die stetigen Funktionsformen in einer Richtung gleichmäßig und senkrecht zu dieser Richtung willkürlich* verteilt sind.4. Holography device according to claim 1, characterized in that g e k e η η, that the phase plate is designed so. that the continuous functional forms are uniform in one direction and are distributed arbitrarily * perpendicular to this direction. 5. Holographiegerät nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichneti daß die Phasenplatte aus mehreren Einheitsplatten besteht, auf deren einzelnen Oberflächen die verschiedenen stetigen Funktionsformen so ausgebildet sind, daß sie in einer eindimensionalen Richtung verteilt sind, wobei die Einheitsplatten parallel zueinander liegen.5. Holography device according to claim 1, characterized in that g e k e η η draws that the phase plate consists of several unit plates, on the individual surfaces of which the different continuous functional forms are designed so that they are distributed in a one-dimensional direction, the Unit plates are parallel to each other. 6. Holographiegerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß jeweils zwei der Einheiteplatten Übereinander angeordnet sind, so daß die durch die beiden Platten verschobenen Phasenrichtungen des ObjektlichtStrahls senkrecht zueinander liegen.6. Holography device according to claim 5, characterized in that two of the unit plates are superimposed on each other are arranged so that the phase directions of the object light beam shifted by the two plates are perpendicular lie to each other. 7. Holographiegerät nach Anspruch 1, dadurch g β k en η zeichnet , daß die stetigen Funktionsformen der Phasenplatte durch mehrere gerade Linien angenähert sind» so daß die Phase des durch sie hindurchtretenden Objektiichtstrahls im Mittel innerhalb eines Bereiche zwischen 0 und 2 nn (rad) liegt.7. Holography device according to claim 1, characterized in that g β k en η that the continuous functional forms of the phase plate are approximated by several straight lines »so that the phase of the object light beam passing through it lies on average within a range between 0 and 2 nn (rad). 309815/1045309815/1045 8. - Holograph!egerät nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t , daß die stetigen Funktionsformen der Phasenplatte die Form gleichschenkliger Dreiecke haben, deren Höhen einander gleich sind, und die so angeordnet sind, daß ihre schrägen Linien miteinander verbunden und.ihre Grund-8. Holograph! E device according to claim 1, characterized in that g e k e η η ζ ei c h η e t that the continuous functional forms of the phase plate have the shape of isosceles triangles, the heights of which are equal to each other, and which are arranged so that their oblique lines are connected with each other and their basic linien unterschiedlich und willkürlich verteilt sind.lines are different and randomly distributed. 9. Holographiegerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Grundlinie der gleichschetkligen Dreiecke eine bestimmte Länge aufweist, und daß diese so verteilt sind, daß der Besetzungsgrad derselben bezüglich der gesamten Platte mit steigender Länge vermindert wird.9. Holography device according to claim 8, characterized in that the baseline of the isosceles Triangles has a certain length, and that these are distributed so that the degree of occupation thereof with respect to the entire plate is reduced with increasing length. 10. Holographiegerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Phasenplatte wenigstens einen Teil aufweist, in dem die Größe' der verschobenen Phase des Objektlichtstrahls konstant ist.10. Holography device according to claim 7, characterized in that the phase plate is at least a part has, in which the size 'of the shifted phase of the object light beam is constant. 11. Holographiegerät mit einer kohärenten Lichtquelle zur Erzeugung eines Objektlichtstrahls und eines Bezugslichtstrahls, mit einer Modulationseinrichtung zur Modulation des Objektlichtstrahls entsprechend einer aufzuzeichnenden Information, mit wenigstens einem Aufzeichnungsmedium, und mit einer optischen Einrichtung zur Projektion des modulierten Objektlichtstrahls und des Bezugslichtstrahls auf die gleiche Stelle auf dem Aufzeichnungsmedium, so daß infolge der Interferenz zwischen dem modulierten Objektlichtstrahl ·11. Holography device with a coherent light source for generating an object light beam and a reference light beam, with a modulation device for modulating the object light beam in accordance with one to be recorded Information, with at least one recording medium, and with an optical device for projecting the modulated Object light beam and the reference light beam to the same place on the recording medium, so that as a result the interference between the modulated object light beam 309815/1OA5309815 / 1OA5 und dem Bezugslichtstrahl ein Hologrammuster aufgezeichnet wird, gekennzeichnet durch eine aus transparentem Material bestehende und im Weg des Objektlichtstrahls (13) angeordnete Phasenplatte mit einer Phasenfläche, auf der mehrere unterschiedliche Stufenformen willkürlich verteilt angeordnet sind, die Je mit der angrenzenden Stufenform kontinuierlich verbunden sind.and recorded a hologram pattern on the reference light beam is characterized by one made of transparent material and in the path of the object light beam (13) arranged phase plate with a phase surface the several different step shapes are randomly distributed, each with the adjacent step shape are continuously connected. 12. Holographiegerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenplatte so ausgebildet ist, daß die Größe der verschobenen Phase des Objektlichtstrahls willkürlich innerhalb des Bereichs zwischen 0 und 2 nn (rad) liegt.12. Holography device according to claim 11, characterized in that the phase plate is designed so that the size of the shifted phase of the object light beam is arbitrary within the range between 0 and 2 nn (rad) lies. 13· Holographiegerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Stufenformen mit der angrenzenden Stufenform durch eine gerade Linie verbunden sind, deren Steilheit geringer ist als ein bestimmter Wert.13 · Holography device according to claim 11, characterized in that the step shapes with the adjoining Step shape connected by a straight line whose steepness is less than a certain value. 14. Holographiegerät nach Anspruch 13» dadurch g e k en η zeichnet , daß die geraden Linien gleiche Steilheiten aufweisen.14. Holography device according to claim 13 »characterized by g e k en η that the straight lines have the same steepnesses. 15. Verfahren zur Herstellung einer Phasenplatte für ein Holographiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß mehrere unterschiedliche15. A method for producing a phase plate for a holographic device according to any one of claims 1 to 14, characterized characterized in that several different 3 0 9 8 1 H / 1 (H 53 0 9 8 1 H / 1 (H 5 stetige, willkürlich verteilte Funktionsformen aufgezeichnet werden, daß eine trockene Platte mit Licht belichtet wird, das die Formen anzeigt, und daß die belichtete trockene Platte gebleicht wird.continuous, arbitrarily distributed functional forms are recorded so that a dry plate is exposed to light, which indicates the shapes and that the exposed dry plate is bleached. 16. Verfahren zur Herstellung einer Phasenplatte für ein Holographiegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß mehrere unterschiedliche stetige, willkürlich verteilte Funktionsformeri aufgezeich- , net und eine trockene Platte aus gelatiniertem Bichromatmit Licht belichtet wird, das die Formen anzeigt»16. Method of manufacturing a phase plate for a Holography device according to one of Claims 1 to 14, characterized characterized that several different continuous, arbitrarily distributed function formers are recorded, net and a dry plate of gelatinized dichromate with Light is exposed that indicates the shapes » 309815/1045309815/1045 LeerseiteBlank page
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5628241B2 (en) * 1973-10-29 1981-06-30
JPS573041B2 (en) * 1974-05-01 1982-01-20

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1797151A1 (en) * 1967-08-23 1970-12-10 Rca Corp Holographic recording device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3539241A (en) * 1967-05-12 1970-11-10 Holotron Corp Method of imaging transparent objects with coherent light
US3523054A (en) * 1968-02-09 1970-08-04 Trw Inc Diffusing screen for holographic camera

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1797151A1 (en) * 1967-08-23 1970-12-10 Rca Corp Holographic recording device

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Appl. Opt., 6, 1967, S. 1905-1910 *
Appl. Opt., 7, 1968, S. 2301-2311 *
Appl. Opt., 9, 1970, S. 695-700 *
Kienle, H. - Röss, D.: Einführung in die Technik der Holographie, Frankfurt 1969, S. 18-20 u. 215-216 *
Kosar, J.: Light-Sensitive Systems, Chemistry ans Application of Nonsilver Halide *
Photographic Processes, John Wiley & Sons, New York, London, Sydney, 1965, S. 47-53 u. 67-70 *

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FR2153016B1 (en) 1975-09-12
DE2245408C3 (en) 1981-11-05
JPS5123188B2 (en) 1976-07-15
DE2245408B2 (en) 1980-10-02
JPS4845249A (en) 1973-06-28
FR2153016A1 (en) 1973-04-27

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