DE2516236A1

DE2516236A1 - Optisches bauteil

Info

Publication number: DE2516236A1
Application number: DE19752516236
Authority: DE
Inventors: Heinz-Peter Dipl Phys Kraft
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1975-04-14
Filing date: 1975-04-14
Publication date: 1976-10-28
Also published as: CH604192A5; GB1547601A; FR2308114B1; NL7602278A; SE7602755L; BE840725A; FR2308114A1; IT1059622B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Bauteil zur beliebigen Aufteilung einer räumlich kohärenten Strahlung in eine Vielzahl von Teilstrahlen.

Aus der holografischen Datenspeicherung sind Speicherelemente bekannt, die aus einem Hologrammträger mit einem Raster von Unterhologrammen bestehen, wobei in jedem Unterhologramm eine möglichst große Anzahl von bits eingespeichert sind. Dabei besteht nun eine Abhängigkeit des Wirkungsgrades jedes Unterhologramms, sei es parallel oder seriell aufgenommen, von der Anzahl der aufgezeichneten Informatinen dahingehend, daß der Gesamtwirkungsgrad bei der Rekonstruktion mit der Zahl der Informationen absinkt, so daß die abgebeugte nutzbare Energie eines Laserstrahls bei der Rekonstruktion um so kleiner ist, je höher die Menge der gespeicherten bits ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein optisches Bauteil zur beliebigen Aufteilung einer räumlich kohärenten Strahlung in eine Vielzahl von Teilstrahlen anzugeben, mit dem jeder Teilstrahl mit dem maximal möglichen Wirkungsgrad erzeugt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß das Bauteil aus einer Vielzahl von Unterhologrammen besteht, die derart ausgestaltet sind, daß jedes Unterhologramm einen der Teilstrahlen erzeugt.

Das optische Bauteil kann aus einer Fotoplatte oder aus einer mit Dichromatgelatine beschichteten Glasplatte bestehen, während die Unterhologramme vorteilhafterweise

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derart ausgestaltet sind, daß die von ihnen erzeugten Teilstrahlen an bestimmten Stellen im Raum eine bestimmte räumliche Konfiguration aufweisen.

Diese räumliche Konfiguration kann die Gestalt von Brennpunkten, Brennlinien, Kreisringen oder -Sektoren haben.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform können die Unterhologramme unterschiedliche Flächen aufweisen, so daß die Teilstrahlen unterschiedliche Energieinhalte haben. Besonders günstig ist es, wenn die Unterhologramme als Kreissektoren ausgestaltet sind.

Das erfindungsgemäße optische Bauelement, im folgenden auch als Yielfach-Hologramm bezeichnet, weist gegenüber den bekannten Speicherelementen mit rasterförmigen Unterhologrammen den großen Vorteil auf, daß jedes Unterhologramm nur eine Bildinformation speichert, so daß jedes Unterhologramm nur einen einzigen Teilstrahl bei der Rekonstruktion erzeugt, der dann mit dem maximal möglichen Wirkungsgrad entsteht, der beinahe bei 100% liegt. Dadurch wird auch die gegenüber einer einzigen Hologrammplatte mit verschiedenen gespeicherten Bildinformationen verringerte Redundanz voll ausgeglichen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen optischen Bauteils ausführlich erläutert, in dem das Vielfach-Hologramm als ein Vielpunkt-Hologramm ausgestaltet ist.

Das Vielpunkt-Hologramm, bei dem also in jedem Unterhologramm ein Bildpunkt eingespeichert ist, wird durch aufeinanderfolgendes Belichten von Kreissektoren auf einer Fotoplatte hergestellt. Jedem aufzunehmenden Punkt wird ein Kreissektor mit dem Zentriwinkel 360^o/N zugeordnet, wobei N die Anzahl der aufzunehmenden Punkte ist. Zu diesem Zweck kann sich vor der Fotoplatte eine kreisförmige Abdeckung mit entsprechend ausgeschnittenem Kreis-

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sektor befinden, die nach jeder Einzelbelichtung um den entsprechenden Winkel weitergedreht wird. Als Lichtquelle eignet sich ein Laser mit sichbarer Strahlung, wobei die Objektwelle als eine divergente Kugelwelle und die Referenzwelle als eine ebene Welle ausgestaltet sind. Es laßt sich auf diese Art und Weise ein kreisförmiges Vielpunkt-Hologramm mit beispielsweise 3, 6 oder 10 Brennpunkten realisieren, das nach entsprechender Entwicklung und Bleichung bei der Aufnahmewellenlänge mit nahezu 10090 rekonstruiert.

Um einen möglichst guten Wirkungsgrad zu erreichen, wird das Hologramm als Volumen-Phasen-Hologramm in einer Fotoplatte hergestellt, deren Gelatineschicht eine Dicke von mehr als 7 /U, z.B. 15 /U,aufweist. Damit nur die gewünschte erste Beugungsordnung bei der Rekonstruktion auftritt, ist es besonders vorteilhaft, wenn der Winkel zwischen Referenz- und Objektstrahl bei der Aufnahme des Hologramms möglichst groß ist. Des weiteren ist es vorteilhaft, wenn sowohl die Referenzwelle als auch die Objektwelle eine möglichst gleichmäßige Energieverteilung über ihren Querschnitt besitzen. Dies läßt sich beispielsweise durch Aufweitung des Strahls und Ausblenden der Energie in der unmittelbaren Umgebung der Strahlachse erzielen.

Für die Materialbearbeitung, beispielsweise das Löten oder Schweißen,eignet sich als Energiequelle z.B. ein YAG-Laser im Dauer-Betrieb. Um die zulässige thermische Belastung der Gelatineschicht nicht zu überschreiten, wird dabei der Laserstrahl aufgeweitet. Das Vielpunkt-Hologramm fokussiert dann die Teilstrahlen an den gewünschten Punkten, an denen die räumliche Konfiguration der Teilstrahlen nach entsprechender Ausgestaltung der Unterhologramme punktförmig, linienförmig, ringförmig oder sektorenförmig sein kann. Je nach den erforderlichen Bearbeitungsvorgängen können auch die Flächen der einzelnen Unterhologramme verschieden groß sein, so daß Teil-

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strahlen unterschiedlichen Energiegehaltes rekonstruiert werden.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

'iy Optisches Bauteil zur beliebigen Aufteilung einer räumlich kohärenten Strahlung in eine Vielzahl von Teilstrahlen, dadurch g e k e η η ζ eic h η e t , daß es aus einer Vielzahl von Unterhologrammen besteht, die derart ausgestaltet sind, daß ^edes Unterhologramm einen der Teilstrahlen erzeugt.
2. Optisches Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß es aus einer Fotoplatte oder aus einer mit Dichromatgelatine beschichteten Glasplatte besteht.
3. Optisches Bauteil nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e kennzeichnet , daß die Unterhologramme derart ausgestaltet sind, daß die von ihnen erzeugten Teilstrahlen an bestimmten Stellen im Raum eine bestimmte räumliche Konfiguration aufweisen.
4. Optisches Bauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die räumliche Konfiguration Brennpunkte, Brennlinien, Kreisringe oder -sektroen sind.
5. Optisches Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Unterhologramme unterschiedliche Flächen aufweisen, so daß die Teilstrahlen unterschiedliche Energieinhalte haben.
6. Optisches Bauteil nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Unterhologramme als Kreissektoren ausgestaltet sind.

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