DE2259727B2 - Einrichtung zum Aufzeichnen eines redundanten Hologrammes - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bekanntlich kann ein redundantes Hologramm erheblich verkratzt durch Schmutzflecken verunreinigt und sogar in Stücke zerbrochen werden, ohne daß in dem mit einem solchen Hologramm rekonstruierten Bild mehr als eine geringe Verschlechterung der Auflösung und des Kontrastes als Ganzes auftreten. Hologramme von dreidimensionalen Objekten und anderen streuenden Objekten sind von Natur aus redundant Wenn es sich bei dem Objekt jedoch um ein Transparentbild, wie ein photographisches Diapositiv oder ein Filmbild, oder um irgend ein anderes nicht streuendes Objekt, wie ein spiegelnd reflektierendes Objekt handelt muß man bei der Aufzeichnung des Hologrammes mit einer speziellen, die gewünschte Redundanz einführenden Vorrichtung (im folgenden kurz »Redundanzvorrichtung«) arbeiten, wenn das aufgezeichnete Hologramm redundant sein soll.

Gewöhnlich wird die gewünschte Redundanz dadurch erreicht daß man bei der Aufzeichnung des Hologrammes ein Informationsbündel aus diffusem Licht verwendet Es ist insbesondere üblich, ein Bündel kohärenten Lichtes durch eine Platte aus streuendem Glas, wie Opalglas, fallen zu lassen, bevor man damit das die aufzuzeichnende Information enthaltende Transparentbild beleuchtet. Wenn ein solches, mit diffusem Licht redundant gemachtes Hologramm jedoch mit kohärenter Schwingungsenergie wiedergegeben wird, treten im Untergrund Störungen, insbesondere in Form von Flecken auf, solange das Hologramm nicht sehr groß ist. Diese Störungen beruhen auf der völligen Regellosigkeit der diffus reflektierenden oder streuenden Fläche, die bei der Aufzeichnung des Hologrammes verwendet wurde. Die im reproduzierten Bild auftretenden Störflecken ähneln dem Korn von photographischen Bildern.

Das Verhältnis von Signalleistung zu Störfleckenleistung in einem dilfus redundanten Hologramm ist etwa gleich dem Verhältnis des Durchmessers des kleinsten Kreises, der unter Berücksichtigung des ganzen Aufzeichnungs- und Wiedergabesysterns reproduziert werden kann, zum Durchmesser des kleinsten Kreises, der mit dem betreffenden Hologramm wiedergegeben werden könnte, wenn man nur die Beugung als begrenzenden Faktor in Betracht zieht. Da die

Beugungsgrenze bei großen Hologrammen sehr klein ist, während sich bei kleinen Hologrammen ein verhältnismäßig großer beugungsbedingter Grenzdurchmesser ergibt, fallen die Störflecken bei kleinen Hologrammen wesentlich stärker ins Gewicht als bei 5 großen Hologrammen. Bei der holographischen Aufzeichnung strebt man jedoch ebenso wie bei der konventionellen Mikrofilmaurzeichnung eine möglichst große Informationsspeicherdichte an und die Bäche einer holographischen Aufzeichnung soll daher so klein ₎₀ wie möglich gehalten werden (z. B. in der Größenordnung von 6 mm und darunter), so daß man in der Praxis mit erheblichen Störfleckenproblemen zu kämpfen hat

In der DE-OS 22 1 7 354 ist es bereits vorgeschlagen worden, bei der Herstellung einer redundanten, |₅ fleckenstörungsfreien holographischen Aufzeichnung anstelle des üblichen Diffusers eine Lochblendenanordnung mit bestimmten Eigenschaften zu verwenden. Bei der vorgeschlagenen Lochblendenanordnung beträgt das Verhältnis des Abstandes zwischen den benachbarten Löchern zur Größe eines einzelnen Loches mindestens 5 und liegt vorzugsweise in der Größenordnung von 10. Ohne besondere Maßnahmen kann man mit einer solchen Lochblendenanordnung eine relativ hohe Redundanz nur mit verhältnismäßig geringer ^ Auflösung erreichen. In dem obengenannten Vorschlag ist auch schon dargelegt, daß man bei der Aufzeichnung des Hologrammes sowohl eine relativ hohe Redundanz als auch eine relativ hohe Auflösung erreichen kann, wenn man den Abstand zwischen der Lochblendenan- m Ordnung und dem aufzuzeichnenden Transparenlbild geeignet wählt

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die effektive Redundanz, die in einer Einrichtung der oben angegebenen Art erzeugt werden r> kann, zu erhöhen und Störungen zu verringern, die durch Fehler in der Aufzeichnungseinrichtung verursacht werden.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art durch die im Patentanspruch I gekennzeichnete Erfindung gelöst.

Die bei der vorliegenden Einrichtung verwendete Lochblendenanordnung ist also ein mehrfaches gröber als die gröbste Lochblendenanordnung, die in der DE-OS 22 17 354 vorgeschlagen ist Insbesondere ist die vorliegende Lochblendenanordnung mindestens dreimal gröber und kann bis zu 100 mal gröber sein als die gröbste Lochblendenanordnung gemäß der DE-OS 22 17354.

Mit der vorliegenden Einrichtung kann man eine to wesentlich höhere effektive Redundanz erreichen als bei der vorgeschlagenen Einrichtung. Ein noch wichtigerer Vorteil besteht darin, daß das Verhältnis von räumlicher Nutzinformation zu Störinformation in einem mit kohärentem Licht von einem mit der vorliegenden Einrichtung aufgezeichneten Hologramm rekonstruierten Bild wesentlich größer ist als es mit den bekannten Einrichtungen und der voi geschlagenen Einrichtung zur Aufzeichnung redundanter Hologram- me erreicht werden konnte. Dies gilt besonders dann, w> wenn man berücksichtigt, daß die Verhältnisse bei keiner praktischen Einrichtung zum Aufzeichnen eines redundanten Hologrammes ideal sind. Praktische Einrichtungen zur Aufzeichnung von redundanten Hologrammen weisen immer gewisse optische Mängel μ auf, die unerwünschte Interferenzfiguren zur Folge haben, welche in einem mit kohärenten Schwingungen rekonstruierten redundanten Hologramm als Störungen in Erscheinung treten.

Der Erfindungsgegenstand sowie seine Ausgestaltungen und Weiterbildungen werden im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, es zeigt

Fig.! eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer Einrichtung gemäß der Erfindung zum Aufzeichnen eines redundanten Hologrammes;

F i g. 2 eine Ansicht eines Teiles einer Lochblendenanordnung, die sich besonders gut für die Einrichtung gemäß F i g. 1 eignet und

Fig.3 eine Teilansicht einer zweiten Ausführungsform einer Lochblendenanordnung, die sich ebenfalls sehr gut für die Einrichtung gemäß F i g. 1 eignet

Oie in F i g. 1 dargestellte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung liefert ein redundantes Fraunhofer-Hologramm. Die Erfindung ist jedoch nicht aut die Aufzeichnung von Fraunhofer-Hologrammen beschränkt sondern kann auch bei der Aufzeichnung anderer Arten von redundanten Hologrammen verwendet werden.

Die Einrichtung gemäß F i g. 1 enthält eine Quelle 100 für kohärente Schwingungen, z. B. mit einem He-Cd-Laser, der kohärente Schwingungen vorgegebener Wellenlänge Λ, z.B. 441,6nm liefert. Diese kohärenten Schwingungen werden durch eine nicht dargestellte optische Anordnung, die einen Bündelteiler, Spiegel, Vorrichtungen zur Vergrößerung des Bündelquerschnitts usw., wie sie in der Holographie allgemein üblich sind, enthalten kann, in ein Referenzbündel 102 und ein mit diesem kohärenten Objektbündel 104 aufgeteilt.

Das Referenzbündel 102 fällt, wie durch eine Mittellinie 106 angedeutet ist, auf einen vorgegebenen kleinen Bereich eines holographischen Aufzeichnungsmediums 108, welcher durch eine öffnung in eii.er Maske 110 definiert wird.

Das Objektbündel 104 beleuchtet, nachdem es eine Redundanzvorrichtung aus einer Fresnel-Linsenanordnung 112 und einer Lochblendenanordnung 114 durchsetzt hat, ein Objekt 116, das auf einem eine Szene darstellenden Transparentbild bestehen kann. Das Objekt 116, das sich in der Brennebene einer Fraunhofer-Linse 118 befindet, moduliert, die auffallenden Schwingungen räumlich unter Bildung eines Informationsbündels 120. Die Fraunhofer-Linse 118 formt das mit sphärischer Wellenfront in sie eintretende Informationsbündel 120 in ein Bündel mit ebener Wellenfront um, das durch die öffnung in der Maske 110 auf den vorgegebenen Bereich des holographischen Aufzeichnungsmediums 108 fällt. Durch die gleichzeitige Belichtung des vorgegebenen Bereiches des holographischen Aufzeichnungsmediums 108 durch das Referenzbündel 106 und das Informationsbündel 120 mit der ebenen Wellenfront entsteht eine Interferenzfigur, die als Hologramm aufgezeichnet wird.

Die in F i g. 1 dargestellte Einrichtung zur Aufzeichnung eines redundanten Hologrammes ist im wesentlichen bekannt mit Ausnahme der Redundanzvorrichtung mit der Fresnel-Linsenanordnung 112 und der Lochblendenanordnung 114, welche, wie F i g. 1 zeigt, in ebem Abstand 5vom Objekt 116 angeordnet ist.

Die Lochblendenanordnung 114 der Redundanzvorrichtung gemäß Fig. 1 enthält im wesentlichen gleiche, kleine Löcher, die in einem vorgegebenen periodischen Muster mit einem Mindestabstand d zwischen jedem Paar benachbarter Löcher angeordnet sind, die jeweils

eine maximale Abmessung a haben. Die einzelnen Löcher können kreisförmig, elliptisch, rechteckig usw. sein. Das vorgegebene periodische Muster kann ein reguläres Polygonmuster sein, z. B. ein Muster aus Quadraten oder regulären Sechsecken, oder es kann in verschiedenen Richtungen unterschiedliche Abmessungen haben, wie ein Muster aus rechteckigen oder nicht regulären Sechsecken. Das Verhältnis d/a der Lochblendenanordnung 114 soll hier »groß« sein. Unter »groß« soll ein Verhältnis von mindestens 30 verstanden werden. In der Praxis liegt das Verhältnis d/a aus noch zu erläuternden Gründen normalerweise zwischen 50 und 1000.

Die Lochblendenanordnung 114 kann aus einer Metallfolie oder einer dünnen Platte mit durchgehenden Löchern bestehen, vorzugsweise besteht sie jedoch aus einer transparenten Glasplatte und einer auf dieser niedergeschlagenen opaken Metallschicht, in die die feinen Löcher entsprechend dem vorgegebenen Muster eingeätzt sind. Für a werden normalerweise Werte im Bereich von etwa 3 bis 10 μπι und für den Wert von d normalerweise Werte im Bereich von etwa 300 bis 3000 μιη verwendet. Wegen des großen Verhältnisses d/a der Lochblendenanordnung 114 ist die von den Löchern selbst eingenommene Fläche der Anordnung 14 nur ein winziger Bruchteil der Fläche des opaken Teiles der Anordnung 114 zwischen den benachbarten kleinen Löchern. Um einen vernünftigen optischen Wirkungsgrad zu gewährleisten, enthält die Redundanzvorrichtung daher vorzugsweise eine mit der Lochblen- denanordnung 114 zusammenwirkende Linsenanordnung wie eine Fresnel-Linsenanordnung 112.

Die Fresnel-Linsenanordnung 112 enthält individuelle Linsen, die jeweils einen Abbildungsabstand F haben und jeweils einem Loch der Lochblendenanordnung 114 zugeordnet sind. Die Lochblendenanordnung 114 ist in einer Bildebene der Linsenanordnung 112 angeordnet Die Linsenanordnung kann in der Praxis eine Anordnung von linsenartigen Elementen nach Art einer Insektenaugenlinse oder einer Fresnel-Linsenanordnung aus Zonenplattenünsen enthalten, wobei letztere bevorzugt wird, da bei einer brechenden Linsenanordnung mit insektenaugenähnlichen Linsen eine sphärische Aberration und andere optische Mangel auftreten können, die bei einer beugenden Fresnel-Zonenplattenanordnung nicht vorhanden sind. Wegen des Vorhandenseins der Fresnel-Zonenplattenanordnung 112 wird also nur der nicht abgebildete Teil der auf die-Lochblendenanordnung 14 fallenden Schwingungen vom opaken Teil der Lochblendenanordnung 114 so aufgefangen und absorbiert, während der abgebildete Teil der einfallenden und auf die Lochblendenanordnung 114 fallenden Schwingungen die Löcher dieser Anordnung durchsetzt und auf der rechten Seite austritt Man erreicht dadurch einen hohen optischen Wirkungsgrad. Generell ist jedoch die Verwendung einer Fresnel-Zonenplattenanordnung in einer Redundanzvorrichtung für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich.

Jedes einzelne Loch der Lochblendenanordnung kann als Quelle für ein eigenes Schwingungsbündel mit sphärischer Wellenfront angesehen werden, das mit den eine sphärische Wellenfront aufweisenden Schwingungen, die aus den anderen Löchern der Anordnung austreten, kohärent ist Bei der Ausbreitung dieser Schwingungsbündel mit sphärischer Wellenfront nach rechts überlappen sich verschiedene dieser Bündel und treten miteinander in Interferenz, wobei ein kohärentes Schwingungsbündel 115 mit komplexer räumlicher Intensitätsverteilung, die aus der additiven bzw. subtraktiven Interferenz der sich überlappenden Bündel sphärischer Wellenfront resultiert, entsteht

Wie F i g. 1 zeigt, divergiert das kohärente Schwingungsbündel 115, das das Objekt 116 beleuchtet, während es sich in F i g. 1 nach rechts ausbreitet. Die relative Größe und Anordnung des Objekts 116 bezüglich des Bündels 115 werden so gewählt daß nur der mittlere Bereich des Bündels 115 auf das Objekt 116 fällt. Dies gewährleistet, daß die auf jeden einzelnen Punkt des Objekts 116 auftreffenden Schwingungen von einer erheblichen Anzahl von verschiedenen Löchern der Lochblendenanordnung 114 stammen.

Wie erwähnt, weist die Lochblendenanordnung 114 im wesentlichen gleiche Löcher auf, die in einem vorgegebenen periodischen Muster mit einem Mindestabstand d zwischen jedem Paar benachbarter Löcher angeordnet sind, die jeweils die maximale Abmessung a haben. Wie aus der Optik bekannt ist erzeugt eine solche Anordnung bei Beleuchtung mit kohärenten Schwingungen der Wellenlänge λ in Abständen von ηΦΙλ Abbilder von sich selbst in Form von effektiven Schwingungsquellen (Interferenzmaxima), die das gleiche periodische Muster bilden wie die Anordnung selbst; π ist eine ganze Zahl. Das Verhältnis tf/λ sollte mindestens 25 cm betragen und vorzugsweise in der Größenordnung von einem Meter und darüber liegen. Dies entspricht einem Wert für d von mindestens 300 μπι, vorzugsweise im Bereich zwischen 500 und 3000 μπι. Die angegebenen Bedingungen sind ferner mit Wellenlängen Λ im sichtbaren Spektralbereich, vorzugsweise bis höchstens 500 nm realisierbar. Gut geeignet ist die von einem He-Cd-Laser erzeugte Strahlung mit der Wellenlänge 441,6 nm. Da ein Abstand von mindestens 25 cm eine beträchtliche Strecke darstellt hat η bei der Einrichtung gemäß F i g. 1 vorzugsweise den Wert 1 und dieser Wert wird auch bei den folgenden Erläuterungen vorausgesetzt

Es war oben bereits erwähnt worden, daß jedes Loch der Lochblendenanordnung 114 als eigene Quelle für kohärente Schwingungen mit sphärischer Wellenfront angesehen werden kann. Wie man ferner aus der Optik weiß, erzeugt die Lochblendenanordnung 114 ein Abbild in jeder Bildebene, die den Abstand (1 ± Ä)rf/A von der Ebene der Lochblendenanordnung 114 hat wobei m eine ganze Zahl größer als 1 ist Das Bild in jeder Bildebene besteht auch aus einer Anordnung von Punkten, die effektiv jeweils eine Schwingungsquelle darstellen und im selben periodischen Muster angeordnet sind, wie die Löcher der Lochblendenanordnung 114 selbst die Abstände zwischen jeweils zwei benachbarten Schwingungsquellen (Interferenzmaxima) des Bildes ist jedoch um den Faktor \lm verkleinert, so daß der Mindestabstand d/m beträgt im Gegensatz zum Mindestabstand d der Lochblendenanordnung 114 selbst

Bei der Einrichtung gemäß F i g. 1 ist der Abstand s zwischen der Lochblendenanordnung 114 und dem Objekt 116 so gewählt daß sich das Objekt 116 in einer Bildebene der Lochblendenanordnung 114 befindet in der der Mindestabstand zwischen den effektiven Schwingungsquellen den Wert d/m hat Die effektive Redundanz und Auflösung des aufgezeichneten HoIogrammes nimmt mit den jeweiligen effektiven Werten von d und m zu, d. h. daß diese Werte relativ groß und das Verhältnis d/m relativ klein sein sollen. Der Wert von m ist mindestens 10. wenn O¹Ik mindestens 25 cm

beträgt und er ist mindestens 30, cP/λ in der Größenordnung von einem Meter und darüber liegt. Im ersten Falle ist der Abstand zwischen den benachbarten Bildebenen für m = 10 und in = 11 kleiner als 2,3 mm und der Abstand zwischen den benachbarten Bildebenen wird mit zunehmendem Wert von m sehr rasch viel kleiner. Im zweiten Falle ist der Abstand zwischen benachbarten Bildebenen für m = 30 und m - 31 kleiner als 1,1 mm. Auch hier nimmt der Abstand mit zunehmendem Wert von m sehr rasch ab. Wenn also große Werte von m verwendet werden sollen, um eine hohe effektive Redundanz und Auflösung zu erreichen, muß auch der Wert von Φ/λ vergrößert werden, damit in der Praxis genügend Abstand zwischen benachbarten Bildebenen zur Verfügung steht, um das Objekt 116 genau in eine bestimmte gewünschte Bildebene der Lochblendenanordnung 114 bringen zu können. So ist z. B. in einer praktischen Einrichtung, bei der sich m dem Wert 50 nähert, und (Ρ/λ einen Wert von etwa einem Meter hat, der Abstand zwischen zwei benachbarten Bildebenen kleiner als '/« mm. Es ist also praktisch unmöglich, relativ große Werte von m zu erreichen, wie sie für eine hohe effektive Redundanz und Auflösung erforderlich sind, ohne eine Lochblendenanordnung mit relativ großen Werten von dzu verwenden, selbst wenn man mit kohärentem Licht verhältnismäßig kurzer Wellenlänge arbeitet.

Die Einrichtung gemäß F i g. 1 zum Aufzeichnen eines redundanten Hologrammes ist bisher besprochen worden, als ob die bei der Aufzeichnung mitwirkenden optischen Elemente alle dem Idealfall entsprächen. Dies ist in der Prax.s selbstverständlich nicht der Fall. Es war z. B. angenommen worden, daß die sehr kleinen Löcher der Lochblendenanordnung alle vollkommen seien. Aus rein statistischen Überlegungen ergibt sich jedoch eine erhebliche Wahrscheinlichkeit, daß mindestens eines der sehr vielen winzigen Löcher in der Lochblendenanordnung defekt ist In der Praxis nimmt die Wahrscheinlichkeit, daß die Anordnung perfekt ist, mit der Anzahl der Löcher in der Anordnung ab. Da die Gesamtzahl der Löcher in der Lochblendenanordnung vorgegebener Fläche mit zunehmendem Verhältnis d/a abnimmt, sind aber sowohl die Wahrscheinlichkeit als auch das Ausmaß von Defekten in einer Lochblendenanordnung mit großen d/a, wie sie in der Redundanzvorrichtung der vorliegenden Einrichtung verwendet wird, um ein Vielfaches kleiner als bei den Lochblendenanordnungen mit kleinem d/a der bekannten Redundanzvorrichtungen.

Eine holographische Aufzeichnungseinrichtung, die, wie es hier der Fall ist mit kohärenten Schwingungen arbeitet, ist besonders empfindlich gegen selbst kleine Unvollkommenheiten in den verschiedenen optischen Elementen, die in ihr enthalten sind. Zu diesen optischen Elementen gehören die Linsenanordnung 112, die Lochblendenanordnung 114, das Objekt 116, die Linse 120 und das Aufzeichnungsmedium 108. Die erwähnten optischen Unvollkommenheiten umfassen Fehler in der verwendeten Linsenanordnung 112 und Lochblendenanordnung 114, die die erforderliche Periodizität des vorgegebenen periodischen Musters der effektiven Schwingungsquellen stören, ferner eine durch Staub oder andere Gründe verursachte Streuung der Schwingungen, die auf das Objekt 116, die Linse 118, die Maske 110 oder das holographische Aufzeichnungsmedium 108 fallen; die relativ kleine Apertur einer praktischen holographischen Aufzeichnungseinrichtung; der in der Praxis begrenzte dynamische Bereich des Aufzeichnungsmediums 108, der zu einer Sättigung in intensiv belichteten Punkten führt, und andere ähnliche Mängel, die die vorausgesetzten idealen Verhältnisse bei der Aufzeichnung des Hologrammes in der Praxis stören.

Bei einer Aufzeichnungseinrichtung, die nicht mit kohärenten sondern mit inkohärenten Schwingungen arbeitet, wird z. B. der gewünschte mittlere Leistungspegel in einem vorgegebenen räumlichen Punkt durch ein zusätzliches Störsignal mit einer Amplitude von einem

ίο Prozent des Nutzsignals in dem betreffenden Punkt bei der Aufzeichnung nur um einen Teil pro Zehntausend erhöht, die Störungen sind also 80 dB kleiner als das Nutzsignal. Unter diesem Umständen sind die Störungen so klein, daß sie nicht mehr wahrgenommen werden können. Bei einer mit kohärenten Schwingungen arbeitenden Aufzeichnungseinrichtung, z. B. einer holographischen Aufzeichnungseinrichtung, muß man mit der tatsächlichen Feldstärke an den verschiedenen Punkten des Aufzeichnungsbereiches rechnen und nicht lediglich mit dem mittleren Leistungspegel. Wenn z. B. an zwei Punkten, die eine räumliche Wellenlänge voneinander entfernt sind, der gleiche Soll-Leistungspegel herrscht, entsteht beim Vorhandensein eines Störsignals mit einer Amplitude von nur einem Prozent des Nutzsignals am einen dieser Punkte ein kombiniertes Signal mit einer resultierenden Amplitude von 99% des Soll-Wertes und am anderen Punkt ein kombiniertes Signal mit einer resultierenden Amplitude von 101% des Nennwertes. Die relative Differenz der mittleren Leistungspegel an diesen beiden Punkten beträgt daher 400 Teile pro Zehntausend, während der mittlere Leistungspegel bei der mit inkohärenten Schwingungen arbeitenden Einrichtungen an beiden Punkten gleich war und nur einen Teil pro Zehntausend über dem betreffenden Nennwert lag. Eine Leistungsdifferenz von vierhundert Teilen pro Zehntausend ist aber in dem mit einem Hologramm rekonstruierten Bild deutlich sichtbar und äußert sich in Form störender Interferenzstreifen, die die Qualität des rekonstruierten Bildes beeinträchtigen.

Der vorliegenden Erfindung liegt u. a. die Erkenntnis zugrunde, daß die kohärenten Störungen, welche ihre Ursache in Unvollkommenheiten der optischen Elemente der holographischen Aufzeichnungseinrichtung haben, durch eine geeignete Wahl einer »Bild«ebene in der ein der Lochblendenanordnung 114 ähnliches Punktemuster entsteht und in der das Objekt 116 angeordnet ist, weitestgehend vermieden werden können, wenn die Lochblendenanordnung 114 ein bestimmtes geeignetes periodisches Muster aufweist. Es wird ja durch jeden als Schwingungsquelle wirkenden Punkt des Lochblendenbildes in der Bildebene, in der sich das Objekt 116 befindet, ein getrennter Teil des Objekts beleuchtet Wenn die Schwingungen von diesen Schwingungsquellen solche Phasenbeziehungen haben, daß die Summe der Schwingungsvektoren der Schwingungen von allen einer vorgegebenen Schwingungsquelle benachbarten Schwingungsquellen eine Phase hat die im wesentlichen 90° bezüglich der Phase der betreffenden Schwingungsquelle verschoben ist und/oder eine Minimalamplitude, vorzugsweise Null, hat werden merkliche kohärente Störungen, wie unerwünschte Interferenzstreifen in dem mit dem aufgezeichneten Hologramm rekonstruierten Bild vermieden oder vermindert stark verringert Es läßt sich zeigen, daß die Phase der Schwingungen jeder einzelnen Schwingungsquelle, die einen Teil des Objekts 116 beleuchtet im wesentlichen um 90° bezüglich der Vektorsumme der Schwingungen von

allen anderen Schwingungsquellen, die der betreffenden Schwingungsquelle benachbart sind, verschoben ist, wenn die Lochblendenanordnung 114 ein quadratisches Muster von Löchern hat, die in Bezug aufeinander so angeordnet sind, wie es in F i g. 2 dargestellt ist, und wenn gleichzeitig der Abstand Sin F i g. 1 so gewählt ist, daß das Objekt 116 in einer Bildebene liegt, für die die ganze Zahl mgerade ist.

Es läßt sich ferner zeigen, daß es bei Verwendung einer Lochblendenanordnung 114, die ein reguläres Sechseckmuster aufweist, wie es in F i g. 3 dargestellt ist, gewisse Bildebenen mit einer Anordnung von als Schwingungsquellen wirkenden Bildpunkten gibt, in denen die Winkelorientierung der Anordnung der Bildpunkte praktisch identisch mit der der Lochblendenanurdnung selbst ist. Wenn also in diesem Faiie das hexagonale Muster der Lochblendenanordnung selbst zwei einander gegenüberliegende Seiten aufweist, die waagerecht verlaufen, so werden dann die als Schwingungsquellen wirkenden Punkte in bestimmten Bildebenen ebenfalls eine Anordnung von Rechtecken bilden, die zwei horizontale Seiten aufweisen. In anderen als diesen bestimmten Bildebenen der hexagonalen Lochblendenanordnung ist die Orientierung der als Schwingungsquellen wirkenden Punkte jedoch in der Bildebene um 30° bezüglich der Anordnung der Löcher selbst gedreht, so daß bei jedem Sechseck in der Bildebene zwei Seiten vertikal verlaufen, wenn jedes der Sechsecke der hexagonalen Lochblendenanordnung selbst zwei horizontale Seiten hat. Wenn das Objekt 116 in einer derjenigen Bildebenen der hexagonalen

Lochblendenanordnung angeordnet ist, in der die Winkelorientierunj? der Sechsecke der Bildpunkte (Anordnung der Interferenzmaxima) praktisch gleich der der Sechsecke der Lochblendenanordnung ist, also gegenüber dieser nicht verdreht ist, hat die Vektorsumme der Schwingungen von allen als Schwingungsquellen wirkenden Punkte, die einem vorgegebenen Punkt benachbart sind, ein sich Null näherndes Amplitudenminimum.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung hat die Lochblendenanordnung 114 den Abstand ρ von der Hauptebene der Fraunhoferlinse 118 (die als dünne Linse angenommen worden ist), während das holographische Aufzeichnungsmedium 108 im Abstand q von der Hauptebene der Fraunhoferlinse 120 angeordnet ist. Wenn sich das aufgezeichnete Hologramm während der Wiedergabe in Bewegung befindet, wie es oft bei der Wiedergabe von Fraunhofer-Hologrammen der Fall ist, ist es zwar nicht notwendig, aber wünschenswert, den Abstand q so zu wählen, daß die Fraunhoferlinse 118 die Lochblendenanordnung 114 in eine Bildebene abbildet, die entweder mit dem holographischen Aufzeichnungsmedium 108 zusammenfällt oder sich in dessen unmittelbarer Nähe befindet. Hierdurch werden merkliche Einflüsse von bewegungsbedingten Störungen, die ihre Ursache im Vorhandensein der Lochblendenanordnung 114 haben, im rekonstruierten Bild vermieden, wenn sich das Fraunhofer-Hologramm während der Wiedergabe bewegt. Diese Maßnahme stellt für sich allein jedoch keinen Teil der vorliegenden Erfindung dar.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Aufzeichnen eines redundanten Hologrammes eines transparenten Objektes auf einem Aufzeichnungsträger durch Beleuchten eines vorgegebenen Bereiches des Aufzeichnungsträgers mit einem Referenzbündel und einem mit diesem kohärenten Objektbündel aus Schwingungen vorgegebener Wellenlänge λ, mit einer Beleuchtungsvorrichtung, die eine im Abstand vom Objekt angeordnete Lochblendenanordnung enthält, durch die hindurch das Objekt mit den kohärenten Schwingungen unter Erzeugung des Objektbündels belichtet wird, wobei die Lochblendenanordnung feine Löcher maximaler Abmessung a enthält, die in einem vorgegebenen periodischen Muster mit einem vorgegebenen minimalen Abstand d zwischen je zwei benebigen benachbarten Löchern angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis d/a des minimalen Abstandes d der Löcher zur maximalen Abmessung a der Löcher zwischen 50 und 1000 liegt

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochblendenanordnung (114) in der Fokalebene einer Linsenanordnung (112) so angeordnet ist, daß der Brennpunkt jeder Linse der Linsenanordnung im wesentlichen mit der Mitte eines entsprechenden Loches der Lochblendenanordnung zusammenfällt

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- jo zeichnet, daß die Linsenanordnung Fresnel'sche Zonenplattenlinsen enthält.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet daß das Verhältnis (Ρ/λ mindestens 25 cm beträgt. )■>

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis cP/λ in der Größenordnung von einem Meter oder darüber liegt.

6. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Objekt (116) in einer Ebene angeordnet ist, in der ein Abbild der Lochblendenanordnung (114) in Form eines periodischen Musters von Punkten, von denen Schwingungen der vorgegebenen Wellenlänge ausgehen, entsteht wobei der Abstand zwischen benachbarten Punkten gleich d/m ist und wobei m eine ganze Zahl größer als 1 bedeutet.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das periodische Muster ein quadratisches Muster ist und daß m eine gerade ganze Zahl v> ist

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß (Ρ/λ mindestens 25 cm beträgt und daß m mindestens 10 ist

9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn- ■>■> zeichnet daß cP/λ in der Größenordnung von einem Meter und darüber liegt und daß m mindestens 30 ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das periodische Muster aus regulären Sechsecken besteht und das Objekt (116) t>o in einer Ebene angeordnet ist, in der die Winkelorientierung der Sechsecke aus den als Schwingungsquellen wirkenden Punkten im wesentlichen gleich der der Sechsecke der Lochblendenanordnung ist. b5

11. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungen, die die verschiedenen Punkte des Abbildes eines Satzes von Löchern der Lochblendenanordnung bilden und die auf verschiedene Teile des Objekts fallen, solche Phasenbeziehungen haben, daß die Summe der Schwingungsvektoren der Schwingungen, die die einem bestimmten Punkt benachbarten Punkte des Satzes bilden, in ihrer Phase um 90° bezüglich der Phase des Schwingungsvektors der den bestimmten Punkt bildenden Schwingungen verschoben ist oder an dem bestimmten Punkt ein Minimum hat

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet daß das Minimum im wesentlichen gleich Null ist

13. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß die Schwingungen Licht sind.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet daß λ kleiner als 500 Nanometer ist und daß dmindestens 500 Mikrometer beträgt