DE2246030C2 - Holographisches System zur Bildung eines Brechungsindexgitters im Innern einer durch Licht erregbaren ferroelektrischen Kristallplatte - Google Patents
Holographisches System zur Bildung eines Brechungsindexgitters im Innern einer durch Licht erregbaren ferroelektrischen KristallplatteInfo
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Description
a)
b)
vor der Lichtevregung zur Erzeugung des Brechungsindexgitters in dem Kristall eine
remanente Polarisation erzeugt wird; und daß
an dem Kristall vorübergehend ein elektrisches Feld angelegt wird, das das teilweise Umkippen der ferroelektrischen Bereiche des lichterregeten Kristalls verursacht und das Brechungsindexgitter fixiert
an dem Kristall vorübergehend ein elektrisches Feld angelegt wird, das das teilweise Umkippen der ferroelektrischen Bereiche des lichterregeten Kristalls verursacht und das Brechungsindexgitter fixiert
Die Erfindung betrifft ein holographisches System zur Bildung eines Brechungsindexgitters h,i Innern einer
durch Licht erregbaren ferroelektrischen Kristallplatte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE-OS 20 32 108 ist ein solches holographisches System bekannt. Bei diesem System wird die
Platte durch ein Interferenzstreifenmuster optisch erregt, wodurch das Brechungsindexgitter in ihrem
Inneren gebildet wird. Das ferroelektrische Material der Kristallplatte weist bei der Betriebsumgebungstemperatur
eine Hystereseschleife auf. Zur Erhöhung der Empfindlichkeit des Materials der Kristallplatte wird an
dieser ein elektrisches Feld angelegt.
Die Bildung eines Brechungsindexgitters in einer solchen Kristallplatte beruht auf te Eigenschaft de1"
elektrischen Doppelbrechung. Sie erklär! sich durch eine Änderung des elektrischen Feldes im Inneren des
Materials als Folge einer inhomogenen Verteilung der elektrischen Ladungen, die während der Anfangsphase
der Lichterregung des Kristalls freigesetzt werden.
Wenn man im Inneren des geeignet lichtdurchlässigen und dotierten Kristalls zwei kohärente optische
Strahlungen zur Wechselwirkung bringt, beobachtet man die Bildung eines Brechungsindexgitters, das eng
mit den durch die Interferenz der beiden Strahlungen erzeugten leuchtenden Streifen verknüpft ist. Das so
gebildete Phasenhologramm weist die Eigenschaft auf. duß es durch Beugung einer der beiden ru seiner
Bildung verwendeten Strahlungen eine Strahlung von gleicher Art wie die andere Strahlung wiederherstellen
kann. Diese Eigenschaft macht es insbesondere möglich, in holographischer Form Linsen oder optische Aufzeichnungen
zu bilden, die das reelle oder virtuelle Bild eines Gegenstands wiederherstellen können.
Die Wiedergabe eines Hologramms erfolgt nach seiner Herstellung und seut voraus, daß es eine
kontinuierliche Beleuchtung empfängt. In der Praxis ist es unerläßlich, daß seine auf dem Brechungsindexgitter
beruhenden Beugungseigenschaften dauerhaft fixiert werden,
Die Erfahrung zeigt, daß die aufgrund von ferroelek*
frischen Kristallen gebildeten Phäsenhölögfämme ihre
Beugungseigenschaften im latenten Zustand nur schlecht beibehalten und diese sehr schnell verlieren,
sobald sie in einem optischen Wiedergabeverfahren verwendet werden. Um die Lebensdauer der in
rerroelektrischen Kristallen erzeugten Hologramme merklich zu vergrößern, ist es aus Appl. Physics Letters,
Bd. 18, Nr. 12, 15. Juni.1971, S. 540-542, bekannt, die =.
Kristallplatte einer Wärmebehandlung auszusetzen, deren Wirkung mit dem Fixieren einer photographi-'
schen Emulsion verglichen werden kann. Diese Wärmebehandlung bezieht darin, daß der Kristall im Verlauf
der Bildung des Hologramms oder unmittelbar danach m auf eine Temperatur gebracht wird, die größer als die
Verwendungstemperatur ist. Nach dem Abkühlen erhält man ein Hologramm von sehr viel größerer Lebensdauer,
doch hat das Verfahren der thermischen Fixierung die Nachteile, daß es langsam und schwierig ιϊ
auszuführen ist.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines holographischen Systems der eingangs genannten Art,
das eine Fixierung des Brechungsindexgitters auf einfachere als auf thermische Weise ermöglicht. 2n
Diese Aufgabe wird durch die Merkmaie des Anspruchs 1 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen holographischer. System wird also zur Fixierung des Brechungsindexgitters in der
Kristallplatte an diese ein elektrisches Feld angelegt. >>
das eine Umkehrung der elektrischen Polarisation hervorzurufen sucht. Nach dieser sehr kurzen Behandlung
weisen die Zellen des Kristallgitters unterschiedliche ionische Polarisationen auf, die für die Wirkung der
bei der Wiedergabe verwendeten optischen Strahlung ju unempfindlich bleiben.
Die Rückkehr zu der homogenen Polarisation des Kristalls kann durch Anlegen eines Sättigup.gspolarisationsfeldes
erreicht werden, das somit die Löschung des Indexgitters bewirkt. r>
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteranspruchen gekennzeichne!.
Auslührungsbeispiele der Erfindung werden anhand
der Zeichnung beschrieben Darin zeigt
Γ i g. 1 eine Ausführungsform des holographischen 4n
Systems nach der f 'rfindung,
F i. 2 eine abgeänderte Ausfuhrungsfurm eines
Hologrammträgers des Systems von Fig. 1,
Fig. 3. 4. 5 und b Diagramme zur Erläuterung dei
Wirkungsweise des holographischen Systems von 4i
F ι g. 1 und
1 ig. 7 eine weitere ^usführungsform eines HoIogrammirägers
bei dem holographischen Svstem nach der Erfindung.
F i g. ! zeigt ein System zur Bildung eines Phasenholo- in
gramms mit einer ferroelektrischen Kristallplatte 10. deren Knstallachse cparallel zu den großen Flächen der
Platte genchiet ist; diese großen Flächen stehen senkrecht zu de" Normalen N die durch eine
strichpunktierte Linie dargestellt ist.
Der cie Platte 10 bildende ferroelekirische Kristall ist
ein Material, das bei der Umgebungstemperatur eine Hysteressischleife der in Fig. 5 gezeigtci Art aufweist.
Dieses Material is' ferner mit Hilfe einer kohärenten optischen Strahlungsquelle 1 lichterregbar, und sie ist zu
diesem Zweck mit Siörstoffen dotiert, die gleichförmig in dem Kristall verteilt sind und Fallen für die durch die
Lichterregung freigesetzten Elektronen und Löcher bilden.
Als nicht einschränkendes Beispiel kann angegeben werden, daß der verwendete Kristall ein Bafiumtitanatkristall
ist, dessen Dotierungselemente insbesondere Nickel, Kobalt (0,5 Mol-%) und Eisen (dreiwertig
0,25 Mol-%) sind. Damit eine räumliche Speicherung des Hologramms möglich ist, muß das dotierte
ferroelektrische Material für die Lichterregungsstrahlung
durchlässig sein. Diese Bedingung ist für BaTiO3 erfüllt, wenn die Dicke der Platte 10 einige 100 Mikron
beträgt und wenn die Strahlungsquelle 1 ein Argon-Laser ist, das eine Lichterregungsstrahlung mit einer
Wellenlänge von 4880 Ä, emittiert. Als weiteres Beispiel für einen geeigneten ferroelektrischen Kristall kann
man Kaliumniobat KNbO3 nennen, das die Verwendung
von dickeren Platten zuläßt; dagegen ist Lithiumniobat LiNbO3 wegen des Fehlens einer Hysteresischleife bei
der Umgebungstemperatur abzulehnen.
Zur Bildung eines Indexgitters im Innern der ferroelektrischen Platte 10 müssen optische Lichterregungsmittel
vorgesehen sein, die wenigstens ein Interferenzstreifengitter erzeugen.
Zu diesen optischen Mitteln gehört die optische Strahlungsquelle 1, die ein kohärentes Lichtbündel 3
liefert, das von einem halbdurchläss . i.-n Spiegel 2 in ein
Gegenstandsbündei 4 und ein Bezugsuü' del 7 aufgeieili
wird; diese beiden Bündel treffen sich wieder in der Platte 10 infolge des Vorhandenseins eines Umlenkspiegels
8. Lageänderungen der Spiegel 2 und 7 können durch Hicht- und Verstellvorrichtungen 5 bzw. 9
gesteuert werden, die veranlassen, daß sich das Bündel 7 mit dem Bündel 4 in der Platte 10 unter einem
Einfallswinkel a kreuzt, der. falls notwendig, mehrere verschiedene Werte annehmen kann.
Im Fall von Fig. 1 ist im Weg des GegenstandsbündeK
4 ein modulierender Gegenstand 6 derart angeordnet daß das durch die Interferenz der
Lichtbündel 4 und 7 erzeugte Interferenzstreifenmusur
für den Gegenstand 6 kennzeichnend ist Dieses Interferenzstreifenmuste;· könnte auch die Interferenz
von zwei Kugeiwellensystemen kennzeichnen, wobei dann das Phasenhologramm eine holographische Linse
bilden würde. Es ist anzugeben, daß das η der ferroelektrischen Platte gebildete Hologramm entweder
ein zweidimensionales Hologramm oder ein dickes
Hc.ogramm sein kann, je nach dem. ob die Dicke der
Platte in Bezug auf die Wellenlänge der Lichterregungsstrahlung mehr oder weniger groß ist. im Fall der
Bildung eines dicken Hologramms kann die optische Bestrahlung der Platte 10 in mehrere aufeinanderfei
gende Stufen zerlegt werden, wobei die Richtung des Bezugsbündels 7 bei jeder Stufe geändert wird, damit
das Gesamthologramm selektiv die Bilder von verschiedenen Gegenständen 6 wiedergeben kann, die in jeder
Stufe für die optische Modulation des Gegenstandsbündcls 4 verwendet werden.
In Fig. I ist zu erkennen, daß die Platte 10 mit
E-nri !Mangen zur elektrischen Polarisation des die
Platte bildenden ferroelektrischen Kristalls versehen ist
Zu diesen Einrichtungen gehören Elektto^en 11. die
so angeordnet sind, daß sie ein parallel zur Achse c
gerichtetes Feld erzeugen, sowie ein elektrischer Generator 12. der an die Elektroden 11 eine
veränderliche Polarisationsspannung anlegt. Der Generator 12 steuert auch die Vorrichtungen 1,5 und 9, urn
die Dauer und die Bedingungen der Lichterregung der ferroelektrischen Platte 10 festzulegen.
In F i g. 1 ist zu bemerken, daß die Einfallsrichtungen der Lichtbündel 4 und 7 einen Mittelwert haben, der im
wesentlichen senkrecht zur Achse c liegt. Diese Maßnahme ist hinsichtlich des eleklro-optischen Effektes,
auf dem das Vorhandensein des Indexgitters beruht, am günstigsten, denn die große Achse des Index-Ellip-
soids liegt in der Richtung der Achse c und dies ist die Richtung der Lichtschwingung, bei der man die größten
Indexänderungen erhält.
Fi g. 2 zeigt eine abgeänderte Ausführung der Platte
10. Diese Ausführung enthält ein lichtdurchlässiges > Substrat 16, auf das nacheinander eine lichtdurchlässige
Elektrode 15, eine ferroelektrische Kristallschicht 14 und eine zweite lichtdurchlässige Elektrode 13 aufgebracht
sind. Die Achse cder Schicht 14 steht in diesem Fall senkrecht zu ihren großen Flächen, und zur i>>
Erzielung eines merklichen elektro-optischen Effektes muß der Mittelwert der Richtungen des Gegenstandsbündels 4 und des Bezugsbündels 7 schräg zur Achse c
verlaufen. Die Elektroden 13 und 15 werden natürlich, wie im Fall von F i g. 1, von dem Generator 12 gespeist, υ
Zum Verständnis der Wirkungsweise der Anordnung von Fi g. 1 und der abgeänderten Ausführungsform von
F i g. 2 sei angenommen, daß anfänglich der ferroelektrische !^riEtSÜ eine rSHläne"'** Polarisation P- alifu/pict
die dem Punkt B der Hysteresisschleife von F i g. 5 x>
entspricht. Zu diesem Zweck hat der Generator 12 zuvor in dem Kristall ein Feld E— E\ erzeugt, das
anschließend beseitigt wird.
In Fig. 3 ist ein vereinfachtes Schema der Energiebänder W des lichterregbaren ferroelektrischen Kri- 2>
stalls zu erkennen; die Darstellung zeigt ein Valenzband 17 und ein Leitungsband 19, die voneinander durch ein
verbotenes Band 18 getrennt sind. In dem verbotenen Band steht ein Zwischenniveau X. das die Lichterregungsenergie
der im Kristall vorhandenen Fallen Jo kennzeichnet. Ein Photon fr» kann unter Freisetzung
von Elektronen und Löchern im Innern des Kristalls Übergänge zum Leitungsband 19 erzeugen.
In Fig.4 ist summarisch der Mechanismus der Lichterregung des Eingangs der freigesetzten Ladungen
im Innern eines Fragments 20 des ferroelektrischen Kristalls dargestellt, wobei einerseits angenommen
wird, daß infolge der remanenten elektrischen Polarisation
ein inneres Feld E, besteht, und daß andererseits der
oberhalb der gestrichelten Linie 25 liegende Abschnitt 21 des Fragments 20 beleuchtet wird, während der
schraffierte Abschnitt 22 nicht beleuchtet wird. Die in dem Fragment 20 vorhandenen Fallen 23 und 24 können
Ladungen - e freisetzen bzw. diese Ladungen anschließend einfangen.
Aus F ι g. 4 ist leicht zu erkennen, daß die Photonen hv
Ladungen (Elektronen) - e unter der Wirkung des inneren Feldes E. von den Fallen 23 'osreißen: diese
Ladungen wandern und werden von den Fallen 24 eingefangen. Der beleuchtete Abschnitt 21 nimmt daher
eine positive Ladung an. während sich der dunkle Bereich 22 nega'iv zj.?tA' Nach einer bestimmten
Dauer der Lichterregung bildet sich ein elektrisches Feld Ec aus, das dem Feld E1 entgegenwirkt und
verhindert, daß sich die Wanderungen der Ladungen fortsetzen.
Es ist ohne weiteres verständlich, daß der der
Lichterregung durch ein Interferenzstreifenmuster ausgesetzte ferroelektrische Kristall eine inhomogene
Verteilung von elektronischem Charakter aufweist die m durch elektro-optischen Effekt ein Indexgitter bilden
kann. Dieses Indexgitter bildet ein Phasenhologramm; wenn man jedoch das Gegenstandsbündel 4 abdeckt,
sucht die kontinuierliche Beleuchtung durch das Bezugsbtindel 7 dieses Phasenhologramm sehr schnell
zu löschen.
Da bekanntlich das Lesebündel eine Hologramms dem Bezugsbündel 7 genau gleich ist ist zu erkennen.
daß eine inhomogene elektrische Feldverteilung von elektronischem Charakter außerordentlich flüchtig ist.
Zur Beseitigung dieses Nachteils müssen Maßnahmen getroffen werden, um die durch die Lichterregung des
Kristalls erhaltene inhomogene elektrische Feldverteilung durch eine andere elektrische Feldverteilung zu
ersetzen, die daraus abgeleitet ist, aber für eine spätere Lichterregung des Kristalls unempfindlich bleibt.
Diese Umwandlung wird durch einen elektrischen Fixierungsvorgang erhalten.
Experimentell wurde folgendes festgestellt: Wenn an den lichterregten ferroelektrischen Kristall ein elektrisches
Feld angelegt wird, das seine ursprüngliche elektrische Polarisation umzukehren sucht, genügt eine
sehr kurze Zeit, um darin eine inhomogene elektrische Feldverteilung von ionischem Charakter erscheinen zu
lassen, die im Gegensatz zu der elektronischen Feldverteilung durch eine spätere Lichterregung des
K rktalk nirht gelöscht werden kann.
Die plausibelste Erklärung für dieses elektrische Fixierungsverfahren beruht auf den folgenden Überlegungen.
In dem Volumen des lichlerregten Kristalls haben die Elektronenwanderungen das innere elektrische
Feld in bestimmten, durch die Lage der Interferenzstreifen bestimmten Bereichen neutralisiert.
Diese Modulation des inneren Feldes bringt aber beim Fehlen eines äußeren elektrischen Feldes keine
merklichen Änderungen der elektrischen Polarisation mit sich. Die Untersuchung der Hysteresisschleife von
F i g. 5 zeigt nämlich, daß sich der Kristall im Zustand B befindet, nachdem das Anfangsffild £i (das kleiner als
das Sättigungsfeld E5 ist), dem er zuvor ausgesetzt war.
beseitigt worden ist. Jede Abweichung des Arbeitspunktes in der Nähe des Punktes B bringt keine merkliche
Änderung der der Strecke OB entsprechenden rernariemen
Polarisation mit sich, denn man befindet sich in einem Bereich, in welchem die Wechsel-Dielektrizitätskonstante
(d. h. die Änderung der Dielektrizitätskonstante bei Überlagerung einer kleinen Wechselspannung)
gering ist. Wenn man dagegen den mittleren Arbeitspunkt auf der Hysteresisschleife dadurch verschiebt,
daß an den Kristall ein elektrisches Feld £> angelegt wird, das entgegengesetzt zu dem Feld £,
gerichtet ist. und dessen Feldstärke etwas kleiner als die Koerzitivfeldstärke Ec ist. kommt man zu dem Punkt D
in einem Bereich großer Wechsel-Dielektrizitätskonstante der Hysteresisschleife.
Daraus folgt, daß die elektrische Polarisation, die im
wesentlichen ionisch ist, merkliche und schnelle Änderungen erleidet, die dem teilweisen Umkippen der
ferroeiektrischen Bereiche zuzuschreiben sind.
Dieses Umkippen ergibt die Wirkung, daß die von der Lichterregung erzeugte Feldmodulation elektronischen
Charakters kompensiert wird, und wenn das Feld Ez am
Ende des Fixierungsvorgangs zu Null gemacht wird, bleibt im Innern des Kristalls eine inhomogene
remanente Polarisation von ionischem Charakter zurück. Die Zone des teilweisen Umkippens liegt in dem
Abschnitt SFder Hysteresisschleife.
Jenseits des Punktes F erfolgt ein vollkommenenes
Umkippen; somit darf das Feld E2 keinen zu großen
Wert haben, der ein allgemeines Umkippen aller ferroelektrischer Bereiche verursachen würde.
In der Praxis wird das Fbcierungsfeld Ei so gewählt,
daß der Arbeitspunkt D nahe beim Punkt Fliegt, damit
das Fixieren in einem Bereich durchgeführt wird, in dem
.die Hysteresisschleife eine große Steigung aufweist
Das Diagramm von Fig. 6 erläutert die Wirkungs-
weise der gesamten Anordnung zur Bildung eines Phasenhologramms einschließlich der Lesephase und
der Löschphase.
Bei (a) ist als Funktion der Zeit der Wert des äußeren elektrischen Feldes E dargestellt, das an den fcrroclck- ·.
frischen Kristallen angelegt wird; das Diagramm (b) zeigt den Wert der Lichtintensität I0 des Gegenstandsbünde!* 4. Bei (c) ist die Lichtintensität Ir des
Bezugsbtindel 7 aufgetragen, das Diagramm (d) zeigt
den Verlauf des Beugungswirkungsgrads ·;; beim Lesen in
des Hologramms in verschiedenen StPilien seiner Bildung oder Verwendung.
Zwischen den Zeitpunkten 0 und Λ liegt die Anfangsphase der Polarisation des Kristalls; dieser wird
noch nicht lichterregt, aber er ist einem Rechteckimpuls des elektrischen Feldes 26 mit der Höhe E\ ausgesetzt.
Zwischen den Zeitpunkten l\ und /2 läuft die Einschreibphase
ab, die der Lichterregung durch das GegenstandshiinriiM
und das Be7iigsbiindel entspricht: diese l.ichlerregung
ist durch das Vorhandensein der Rechteckimpulse 30 und 31 symbolisiert. Die Einschreibphase läuft bei
der Feldstärke 0 ab, und der Lesewirkungsgrad ändert sich allmählich von 0 bis 1\\. Zwischen den Zeitpunkten /2
und Ii findet das elektrische Fixieren statt, das durch das
Anlegen eines elektrischen Feldes £2 in Form des ?">
Rechteckimpulses 27 gekennzeichnet ist; das Fixieren ergibt eine Verringerung des Lesewirkungsgrades η.
denn das teilweise Umkippen der ferroelektrischen Bereiche kompensiert elektrisch die im Verlauf der
vorhergehenden Phase erhaltenen elektrischen Wände· sa
runge*\
Zwischen den Zeitpunkten ij und U läuft die
Wiedergabephase ab. die eine unbestimmte Dauer haben kann; im Verlauf dieser Phase wird das
Hologramm ausschließlich der kontinuierlichen Be- a leuchtung durch das Bezugsbündel ausgesetzt, dessen
Wirkung symbolisch durch das Rcchteckr.ignal 32 dargestellt ist. Der Lesewirkungsgrad nimmt von einem
geringen Wert )/? an zu und erreicht einen Wert ^1. der
dem am Ende der Lichterregung erreichten Wert vergleichbar ist. Zwischen den Zeitpunkten /4 und /5 ist
eine Löschphase dargestellt, die das Indexgitter dadurch
beseitigt, daß an den Kristall ein elektrisches Sältigungsfcld
C angelegt wird, das eine beliebige Polarität haben kann: das Löschfeld entspricht entweder dem positiven
Rechteckimpuls 28 oder dem negativen Rechteckimpuls 29 und ergibt die Verringerung des Lesewirkungsgrades
η auf den WcrtO.
In der vorstehenden Beschreibung ist die Löschung des durch Lichterregung und Fixierung in der
ferroelektrischen Platte IO erzeugten Indexgitters vorgesehen worden. Diese letzte Eigenschaft kann sich
auf die gesamte Ausdehnung der Platte erstrecken, oder auch nur auf bestimmte Abschnitte der Platte.
Wenn der Träger des Phasenhologramms von der in F i g. 2 gezeigten Art ist, kann die Teillöschung dadurch
erhalten werden, daß die Elektrode 13 in Form Von
parallelen isolierten Streifen ausgebildet wird, an weiche die Löschspannung selektiv angelegt werden
kann. Eine ähnliche Unterteilung der Elektrode 15 in Streifen würde die Durchführung einer selektiven
Löschung an den Kreuzungspunkten von zwei Streifen ermöglichen, wobei die Löschspannung dann zwischen
einem oberen Streifen und einem unteren Streifen angelegt wird.
Die teilweise Löschung läßt sich auch dann durchführen, wenn der Hologrammträger von der in
Fig. I gezeigten Art ist. In Fig. 7 ist ein ferroelektri·
schcs Substrat 36 zu erkennen, das ein leitendes Gitter
34 mit rechteckigen Maschen trägt.
Im Innern jeder Masche ist eine Elektrode 35 angeordnet, die senkrecht zu der Achse c des das
Substrat 36 bildenden Kristalls gerichtet ist. Ein elektrischer Generator 35 speist die Elektroden 34 und
35 und kann selektiv in jeder beliebigen Masche ein elektrisches Löschfeld induzieren, das zu beiden Seiten
der Elektrode 35 parallel zur Achse cgerichtet ist.
Das Gitter 34 ist eine Masseelektrode, wobei jede Masche zwei Bereiche mit den Eigenschaften des
Trägers 10 von Fig. I umschließt; diese Bereiche wirken zur Bildung einer löschbaren holographischen
Einheit zusammen, die in eine Matrix mit Zeilen und Spalten integriert ist. Es ist zu erwähnen, daß der
Generator 33 sowohl die selektive Löschung als auch das selektive Fixieren jeder holographischen Einheit des
Substrats 36 steuern kann.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (11)
1. Holographisches System zur Bildung eines Brechungsindexgitters im Innern einer durch Licht
erregbaren ferroelektrischen Kristallplatte, deren Material bei der Betriebsumgebungstemperatur eine
Hysteresisschleife aufweist, mit einer optischen Einrichtung zur Belichtung der Platte durch
wenigstens ein Interferenzstreifenmuster, mit Elek- in
troden zum Anlegen eines elektrischen Feldes, das vor der Belichtung eine elektrische Polarisation in
der Platte ausbildet, dadurch gekennzeichnet,
daß die vor der Belichtung ausgebildete Polarisation remanent ist und einer Lage im Teil
geringer Steigung der Hysteresisschleife entspricht, und daß eine Fixierungseinrichtung zum Fixieren des
in der Platte gebildeten Brechungsindexgitters vorgesehen ist, die nach der Belichtung ein
elektrisches- Feld an die Kristallplatte anlegt, das
entgegengesetzt zu dem vor der Belichtung angelegten elektrischen Feld gerichtet ist und eine
jolche Intensität hat, daß das Plattenmaterial einen
Arbeitspunkt im Teil großer Steigung der Hysterelisschleife
erreicht, bei dem die ferroelektrischen >i Bereiche der Platte teilweise or'entiert sind.
2. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen an die Elektroden angeschlossenen elektrijchen
Generator, der geeignet ist zur Ausbildung eines elektrischen Sättigungsfeldes, das die Löichung
des .>echungsindexgitters in wenigstens einem Abschnitt der Kpstallplrue ermöglicht.
3. System nach Anspruch 1 oder 2. dadurch
gekennzeichnet, daß das intern ^enzstreifenmuster
durch Wechselwirkung eines durch einen von einer Lichtquelle beleuchteten Gegenstand erzeugten
Gegenstandsbiindels mit einem von derselben Lichtquelle erzeugten Referenzbündel gebildet ist.
4. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Interferenzstreifenmuster
durch Wechselwirkung von zwei Kugelwellen gebildet ist.
5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptflächen der
Kristallplatte im wesentlichen parallel zu der Kristallachse liegen, in deren Richtung die von den
Elektroden erzeugten elektrischen Felder verlaufen.
6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptflächen der
Kristallplatte im wesentlichen senkrecht zu der Kristallachse liegen, in deren Richtung die von den
Elektroden erzeugten elektrischen Felder verlaufen.
7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß das zur Fixierung
•ngelegte elektrische Feld eine Feldstärke hat, die kleiner als die Koerzitivfeldstärke ist, der remanenlen
Polarisation entspricht, und die ausreichend groß ist, daß sie den Knick der Hysteresisschleife
flberschreiten kann, der zwischen dem Bereich geringer Dielektrizitätskonstante und dem Bereich
großer Dielektrizitätskonstante liegt,
8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das Brechungsindex* gitter ein dreidimensionales Gitter ist« das das ganze
nutzbare Volumen der Kristallplatte einnimmt.
9. System nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die KristaÜpiatte aus einem Bariumtitanatkristall geschnitten ist, der ein
oder mehrere Dotierungselemente enthält.
10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dotierungselemente Nickel,
Kobalt und/oder Eisen sind.
11. Verfahren zum Erzeugen eines fixierten Brechungsindexgitters im Inneren eines durch Licht
erregbaren ferroelektrischen Kristalls, dessen Material bei der Umgebungsbetriebstemperatur eine
Hysteresisschleife aufweist, mittels des Systems nach einem der Ansprüche ) bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| FR7133727A FR2153140B1 (de) | 1971-09-20 | 1971-09-20 |
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|---|---|
| DE2246030A1 DE2246030A1 (de) | 1973-03-29 |
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| FR (1) | FR2153140B1 (de) |
| GB (1) | GB1364766A (de) |
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