DE2323837A1

DE2323837A1 - Coded halographic recording of objects - uses light source emitting reference wave and object wave

Info

Publication number: DE2323837A1
Application number: DE19732323837
Authority: DE
Inventors: Joachim Dipl Phys Ost
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-05-11
Filing date: 1973-05-11
Publication date: 1975-03-13

Abstract

The apparatus consists of a coherent light source emitting a reference wave and an object wave, a code diffusor and a recording medium which is made of a thermoplastic material placed on a flexible rolling strip-shaped recording carrier. The thermoplastic material is a plastic applied to the carrier together with a transparent photoconductive material. The outer surface of the thermoplastic material is sensitised by an evenly distributed positive or negative charge by means of a corona sensitisation. On exposure, the photoconductor conducts where light strikes, but insulates at unexposed points. The result is a light pattern to which a charge profile corresponds.

Description

SlEMEIIS AKTIENGESELLSCHAFT München 2, den 11.MA11973 Berlin und München Wittelsbacherplatz 2SlEMEIIS AKTIENGESELLSCHAFT Munich 2, May 11th, 1973 Berlin and Munich Wittelsbacherplatz 2

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Anordnung zur verschlüsselten holografischen Aufnahme von ObjektenArrangement for the encrypted holographic recording of objects

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur verschlüsselten holografischen Aufnahme von Objekten, bestehend aus einer eine Referenzwelle und eine Objektwelle aussendenden, kohärenten Lichtquelle, einem Schlüsseldiffusor und einem Auf ζ e i clmung sme dium.The present invention relates to an arrangement for encrypted holographic recording of objects, consisting of a reference wave and an object wave emitting, coherent light source, a key diffuser and a On ζ i clmung sme dium.

Ein Hologramm entsteht im Prinzip durch das Interferenzsystera zweier kohärenter ¥ellen,. der Objektwelle und der Referenzwelle. Die Referenzwelle ist dabei meist von einfacher Geometrie, während die Objektwelle die aufzunehmende Information enthält. Durch anschließende Beleuchtung des Hologramms mit der Referenzwelle wird die Objektwelle rekonstruiert. In principle, a hologram is created by the interference system two more coherent cells. the object wave and the reference wave. The reference wave is mostly of simple geometry, while the object wave is the information to be recorded contains. The object wave is reconstructed by subsequently illuminating the hologram with the reference wave.

Ist die Objektwelle diffus, d.h. geht das Licht von jedem Objektpunkt in eine Vielzahl von Richtungen aus, so ist das im Hologramm aufgezeichnete Interferenzmuster völlig regellos und gestattet keinerlei Rückschlüsse auf die Information der Objektwelle. Dennoch ist die Information in einem solchen Hologramm im allgemeinen noch nicht verschlüsselt, v/eil sie durch Beleuchtung des Hologramms mit der einfachen Referenzwelle zurückgewonnen werden kann. If the object wave is diffuse, ie the light emanates from each object point in a large number of directions, the interference pattern recorded in the hologram is completely random and does not allow any conclusions to be drawn about the information of the object wave. Nevertheless, the information in such a hologram is generally not yet encrypted because it can be recovered by illuminating the hologram with the simple reference wave.

Wird aber zusätzlich eine der beiden zur Aufnahme gelangenden Wellen auf dem Weg zum Hologramm moduliert, etwa durch eine Mattscheibe im Strahlengang, so kann nur durch dieselbe Mattscheibe hindurch rekonstruiert werden. Die statistisch modulierende Mattscheibe stellt also einen Schlüssel, und zwarIf, however, one of the two waves to be recorded is additionally modulated on the way to the hologram, for example through a focusing screen in the beam path, reconstruction can only be carried out through the same focusing screen. So statistically modulating focusing screen is a key, namely

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den einzigen, zu der im Hologramm verschlüsselten Information dar.the only ones to the information encoded in the hologram represent.

Hat man das Hologramm und die dazugehörige Mattscheibe, im folgenden Schlüsseldiffusor genannt, zur Verfügung, so kann man die im Hologramm verschlüsselt aufgezeichnete Information rekonstruieren. Dazu muß die Relativgeometrie zwischen Hologramm, Schlüssel und der kohärenten Referenzv/elle bz\/. Rekonstruktionswelle sehr genau wieder so hergestellt v/erden, wie sie bei der holografischen Aufnahme bestanden hat.If you have the hologram and the corresponding ground glass, hereinafter referred to as the key diffuser, available, you can the encrypted information recorded in the hologram can be reconstructed. For this, the relative geometry must be between Hologram, key and the coherent reference vector or. Restore the reconstruction wave very precisely as it existed in the holographic recording.

Üblicherweise werden zur holografischen Aufnahme und auch zur verschlüsselten Aufnahme als Speichermedium fotografische Materialien verwendet. Ein Nachteil dieser fotografischen Materialien ist unter anderem, daß sie bei der notwendigen Naß entwicklung einen Schrumpfungsprozeß durchir.ach.en. Das bedeutet aber, daß nur die Hologrammstrukturen, die sich senkrecht zur Oberfläche des Aufzeichnungsmediums erstrecken, von'der Schrumpfung unbeeinflußt bleiben und hinreichend genau wieder rekonstruieren. Der Bereich des fotografischen Aufzeichnungsmediums, in dem diese Bedingung erfüllt ist, ist jedoch vor allem bei der Aufnahme größerer verschlüsselter Objekte relativ klein, so daß an den Stellen des Aufzeichnungsmediums, an denen sich die Hologrammstruktur unter einem Winkel zur Oberfläche erstreckt, die Rekonstruktion ungenau wird, wodurch das Signal-Rauschverhältnis verschlechtert wird.Usually for holographic recording and also for Encrypted recording used as a storage medium photographic materials. One disadvantage of this photographic Materials is, among other things, that they go through a shrinkage process when they are wet developed. That but means that only the hologram structures that extend perpendicular to the surface of the recording medium, remain unaffected by shrinkage and reconstruct with sufficient accuracy. The area of the photographic recording medium in which this condition is met, however, is more encrypted, especially when recording larger ones Objects relatively small, so that at the points on the recording medium where the hologram structure is at an angle extends to the surface, the reconstruction becomes imprecise, whereby the signal-to-noise ratio is deteriorated.

Ein weiterer Nachteil bei der Verwendung von fotografischem Material besteht darin, daß eine sofortige Kontrolle des aufgenommenen Hologramms nicht möglich ist, da erst eine Maßentwicklung stattfinden muß, die sowohl zeitraubend ist, als auch meistens außerhalb der eigentlichen Codierungsanlage stattfinden muß. Zu einer eventuellen Kontrolle muß anschließend der fertig entwickelte fotografische Film wieder in seine ursprüngliche Lage einjustiert werden.Another disadvantage with the use of photographic material is that an immediate control of the recorded Hologram is not possible, since a dimensional development must take place, which is both time consuming and also usually has to take place outside the actual coding system. A possible check must then be carried out the fully developed photographic film can be readjusted to its original position.

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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur verschlüsselten holografischen Aufnahme der eingangs genannten Art anzugeben, bei der keinerlei Schrumpfungsproblerne des Aufzeichnungsmedium.^ auftreten und bei der auch eine sofortige Kontrolle des aufgenommenen Hologramms möglich ist, und die zusätzlich billiger und einfacher herstellbar ist.The present invention is based on the object of an arrangement for the encrypted holographic recording of the Specify the type mentioned at the beginning in which no shrinkage problems whatsoever of the recording medium. ^ occur and also in the an immediate control of the recorded hologram is possible, and which is also cheaper and easier to manufacture is.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß das Aufzeichnungsmedium ein thermoplastisches Material ist, das auf einem flexiblem, rollbarem, bandförmigem Aufzeichnungsträger angeordnet ist.To solve this problem, it is proposed that the recording medium is a thermoplastic material, which is on a flexible, rollable, tape-shaped recording medium is arranged.

Das thermoplastische Material ist ein Kunststoff, der zusammen mit einem transparenten, fotoleitenden Material auf einem Träger aufgebracht wird. Zur Sensibilisierung wird der äußeren Oberfläche des thermoplastischen Materials durch eine Koronabeladung eine gleichmäßig verteilte positive oder negative Ladung erteilt.The thermoplastic material is a plastic that, together with a transparent, photoconductive material on a Carrier is applied. The external Surface of the thermoplastic material due to a corona charge an evenly distributed positive or negative Summons issued.

Bei der Belichtung wird der· Fotoleiter dort leitend, wo Licht auftrifft, an unbelichteten Stellen dagegen bleibt er isolierend. Es entsteht dadurch ein dem Lichtmuster entsprechendes Ladungsprofil. During exposure, the photoconductor becomes conductive where light is on the other hand, it remains insulating in unexposed areas. This creates a charge profile that corresponds to the light pattern.

Zur Entwicklung wird der Kunststoff bis zum Erweichungspunkt erhitzt. Stellen mit·positiven Ladungen stoßen sich gegenseitig ab und werden gleichzeitig von den gegenübersitzenden negativen Ladungen angezogen und umgekehrt, wobei sich ein der Ladungsverteilung und damit der Belichtung entsprechendes Oberflächen-Relief ausbildet, das durch Abkühlen fixiert wird. Auf diese Weise entsteht z.B. ein Flächen-Phasen-Hologramm.For development, the plastic is heated to the softening point. Places with positive charges collide with each other and are simultaneously attracted by the negative charges sitting opposite and vice versa, with a surface relief corresponding to the charge distribution and thus the exposure forms, which is fixed by cooling. In this way, for example, a surface-phase hologram is created.

Das Hologramm kann wieder gelöscht werden, wenn die Schicht über den Erweichungspunkt erwärmt wird. Oberflächenkräfte erzeugen dabei wieder eine glatte Schichtoberfläche und dieThe hologram can be erased again when the layer is heated above the softening point. Generate surface forces again a smooth layer surface and the

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Kunststoffschicht kann neu beschrieben werden.Plastic layer can be rewritten.

Derartige thermoplastische Materialien, die auf einem flexiblen Aufzeichnungsträger angeordnet sind, lassen sich z.B. wie eine Filmrolle auf einer Spule aufwickeln. Als günstig hat sich z.B. ein Aufzeichnungsträger von 16 und 35 mm Breite mit einer einer Filmrolle entsprechenden Perforation am Rande bewährt.Such thermoplastic materials, which are arranged on a flexible recording medium, can be e.g. Wind the roll of film on a spool. A recording medium of 16 and 35 mm width with a Perforation on the edge corresponding to a film roll has proven its worth.

Mit der Verwendung des thermoplastischen Materials als Aufzeichnungsträger v/ird erreicht, daß keinerlei Schrumpfungs bei der Entwicklung stattfindet. Damit ist die Verwendung einer größeren Hologrammfläche zur verschlüsselten holografischen Aufnahme ermöglicht. Aufgrund der größeren Apertur, die bei der Bildrekonstruktion eingehalten werden kann, erhält man außerdem ein besseres Auflösungsvermögen bei der Rekonstruktion des Bildes. Besonders bei der hier erforderlichen Präzisionsholografie ist das erreichbar gute Signal/Rausch-Verhältnis von großem Vorteil.With the use of the thermoplastic material as a recording medium It is achieved that there is no shrinkage whatsoever during development. So that is the use a larger hologram surface for encrypted holographic recording. Due to the larger aperture, which can be adhered to during the image reconstruction, one also obtains a better resolving power during the reconstruction of the picture. Particularly with the precision holography required here, the good signal / noise ratio can be achieved of great advantage.

Ein weiterer wichtiger Vorteil ist die sofortige Kontrolle des aufgenommenen Hologramms. Da außerdem der Wirkungsgrad von Hologrammen in thermoplastischem Material größer als der in fotografischem Material ist, erhält man bei einem gleich starken Laserstrahl einen höheren Wirkungsgrad bei der Rekonstruktion oder man benötigt bei gleichem Wirkungsgrad wie bei der Verwendung von fotografischem Material einen schwächeren Laserstrahl.Another important advantage is the immediate control of the recorded hologram. As also the efficiency of holograms in thermoplastic material is larger than that in photographic material is obtained from one equally strong laser beam a higher degree of efficiency in the reconstruction or you need with the same degree of efficiency as when using photographic material, a weaker laser beam.

Ein v/eiterer Vorteil des thermoplastischen Materials bei der Aufnahme verschlüsselter holografischer Objekte besteht darin, daß keine extra Anlage zur Vernichtung von nicht mehr gebrauchtem Aufzeichnungsträger erforderlich ist. Das auf dem thermoplastischen Material aufgezeichnete, verschlüsselte Hologramm kann sofort gelöscht werden, so daß außerdem der Aufzeichnungsträger für eine neue Aufnahme zur Verfugung steht.Another advantage of thermoplastic material when recording encrypted holographic objects is that that no extra system for the destruction of recording media that is no longer used is required. That on the The encrypted hologram recorded on thermoplastic material can be deleted immediately, so that the Recording medium is available for a new recording.

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Soll zur Erhöhung der Intensität des rekonstruierten Bildes eine Zwischenspeicherung der rekonstruierten Objektwelle mittels einer gerichteten Hilfsreferenzwelle auf einem zweiten Aufzeichnungsmedium erfolgen, wie es in unserer älteren Anmeldung P 22 45 672.0 näher beschrieben ist, so kann auch dieses für die Zwischenspeicherung erforderliche Aufzeichnungsmedium als thermoplastisches Material ausgebildet sein. Auch in diesem Fall treten dieselben Vorteile auf, wie bei der Verwendung von thermoplastischem Material als endgültigem Aufzeichnungsmedium.Should an intermediate storage of the reconstructed object wave be used to increase the intensity of the reconstructed image by means of a directed auxiliary reference wave on a second Recording medium take place, as it is described in more detail in our earlier application P 22 45 672.0, so can also this recording medium required for intermediate storage be designed as a thermoplastic material. In this case, too, the same advantages occur as with the Use of thermoplastic material as the final recording medium.

Eine erhebliche Vereinfachung des konstruktiven Aufwandes und auch eine bedeutende Verbilligung der erfindungsgernäßen Anordnung wird dadurch erzielt, daß keinerlei Vorrichtung zur Naßentwicklung erforderlich ist, daß aufgrund der Lichtunempfindlichkeit des zunächst noch nicht sensibilisierten thermoplastischen Materials die Anforderungen an die Lichtabschirmung erheblich geringer sind und daß aufgrund des hohen Wirkungsgrades eine schwächere und deshalb billigere Lichtquelle erforderlich ist.A considerable simplification of the design effort and also a significant reduction in the cost of the components according to the invention Arrangement is achieved in that no device for wet development is required, because of the insensitivity to light of the thermoplastic material, which has not yet been sensitized, meets the requirements for light shielding are considerably lower and that, due to the high degree of efficiency, a weaker and therefore cheaper one Light source is required.

1 Patentanspruch1 claim

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Claims

Claim

Arrangement for the encrypted holographic recording of objects, consisting of a reference wave and a An object wave emitting coherent light source, a Key diffuser and a recording medium, characterized in that the recording medium is a thermoplastic material, which is on a flexible, rollable, tape-shaped recording medium is arranged.

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