DE3005478A1 - Optische vorrichtung zum kopieren ebener objekte - Google Patents

Optische vorrichtung zum kopieren ebener objekte

Info

Publication number
DE3005478A1
DE3005478A1 DE19803005478 DE3005478A DE3005478A1 DE 3005478 A1 DE3005478 A1 DE 3005478A1 DE 19803005478 DE19803005478 DE 19803005478 DE 3005478 A DE3005478 A DE 3005478A DE 3005478 A1 DE3005478 A1 DE 3005478A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wave
carrier
optical
light
wavefront
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19803005478
Other languages
English (en)
Inventor
Philippe Aubourg
Jean Pierre Huignard
Pierre Leclerc
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales SA
Original Assignee
Thomson CSF SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thomson CSF SA filed Critical Thomson CSF SA
Publication of DE3005478A1 publication Critical patent/DE3005478A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/32—Systems for obtaining speckle elimination
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/0005—Adaptation of holography to specific applications
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/22—Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
    • G03H1/2249—Holobject properties
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/02—Details of features involved during the holographic process; Replication of holograms without interference recording
    • G03H2001/026—Recording materials or recording processes
    • G03H2001/0264—Organic recording material
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/02—Details of features involved during the holographic process; Replication of holograms without interference recording
    • G03H2001/026—Recording materials or recording processes
    • G03H2001/0268—Inorganic recording material, e.g. photorefractive crystal [PRC]
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/22—Processes or apparatus for obtaining an optical image from holograms
    • G03H1/2286—Particular reconstruction light ; Beam properties
    • G03H2001/2292—Using scanning means
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/26—Processes or apparatus specially adapted to produce multiple sub- holograms or to obtain images from them, e.g. multicolour technique
    • G03H1/2645—Multiplexing processes, e.g. aperture, shift, or wavefront multiplexing
    • G03H2001/2655—Time multiplexing, i.e. consecutive records wherein the period between records is pertinent per se
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2210/00—Object characteristics
    • G03H2210/20—2D object
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2222/00—Light sources or light beam properties
    • G03H2222/36—Scanning light beam
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2223/00—Optical components
    • G03H2223/14—Diffuser, e.g. lens array, random phase mask
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2223/00—Optical components
    • G03H2223/16—Optical waveguide, e.g. optical fibre, rod
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2260/00—Recording materials or recording processes
    • G03H2260/50—Reactivity or recording processes
    • G03H2260/54—Photorefractive reactivity wherein light induces photo-generation, redistribution and trapping of charges then a modification of refractive index, e.g. photorefractive polymer

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)
  • Light Sources And Details Of Projection-Printing Devices (AREA)
  • Exposure Or Original Feeding In Electrophotography (AREA)
  • Projection-Type Copiers In General (AREA)

Description

PAT H N T Λ NI WA > -Τ
D S MDNCHEN 22, THIERSCHSTRASSE 27
TELEGRAMME: MAYPATENT MÜNCHEN
TELEX 52 4487 PATOP
TELEFON COS93 223Ο51
T-23-P-1/1677 München, I4. Februar 19
50 232/MAU Dr.M/mw
THOMSON-CSF in F-75088 Paris / Frankreich
Optische Vorrichtung zum Kopieren ebener Objekte
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Duplizierung ausgedehnter ebener Objekte und besonders eine optische Vorrichtung zum Kopieren ebener Objekte im Maßstab 1:1 , besonders zum Duplizieren von Masken mit hoher Auflösung.
Durch Erzeugung einer Wellenfront, die mit einer Wellenfront des Objekts konjugiert ist, kann man ein reelles Bild des Objekts herstellen. Diese Erzeugung kann man durch Holographie erhalten. Ausgehend von dem in einem holographischen Träger aufgezeichneten Hologramm eines Objekts und durch Belichtung des Hologramms durch einen Lesestrahl kann man ein Bild des bei der Aufzeichnung belichteten Objekts erhalten. Wenn der Lesestrahl eine Fortpflanzungsrichtung hat, welche der des Eeferenzstrahls bei der Rekonstruktion entgegengesetzt ist, entsteht ein reelles Bild des Objekts, und dieses Bild kann auf einem in einer Bildebene angeordneten lichtempfindlichen Träger aufgezeichnet werden. Da die Strahlen kohärent sind, ist die rekonstruierte Wellenfront für alle Punkte des Bildes stigmatisch. Jedoch ist eben wegen der kohärenten Natur der Aufzeichnungsstrahlen, des Objektstrahls und Eeferenzstrahls, das rekonstruierte Bild beeinflußt durch Laser-Flecken (speckle), welche das Verhältnis Signal zu Rauschen im wiederhergestellten Bild merklich verringern. Tatsächlich erscheint das Bild durch Lichtpunkte verwaschen, wobei diese Modulation des Bildes dem Bild der Oberfläche überlagert ist. Für eine Anwendung, welche die Projektion eines reellen Bildes auf eine lichtempfindliche Oberfläche erfordert, muß man diese Erscheinung berücksichtigen.
Ö30035/Ö7S2
Es sind mehrere Möglichkeiten gegeben, um deren Auswirkungen im wiederhergestellten (rekonstruierten) Bild zu begrenzen.
Eine erste Möglichkeit besteht darin, ein genügend großes Hologramm herzustellen, um im projezierten Bild eine größere Auflösung zu erhalten als sie für die Aufzeichnung dieses Bildes auf dem lichtempfindlichen Träger erforderlich ist. Wenn die Größe der gebildeten Lichtpunkte ("Körner") klein ist bezüglich der kleinsten Abmessung des aufgezeichneten Motifs, wird so das Motif mit einem mittleren Rauschen aufgezeichnet, das der über mehrere Lichtpunkte gemittelten Intensität entspricht. Eine solche Lösung genügt jedoch nicht für die Reproduktion von Masken großer Abmessungen mit hoher Auflösung.
Die Durchschnittswertbildung kann auch erhalten werden, indem man nebeneinander in einem üblichen holographischen Träger, der
und
nicht löschbar ist/nach der Entwicklung ein Bild wiederherstellen kann, eine große Zahl von kleinen Hologrammen herstellt. Anschließend gibt jedes Hologramm ein vollständiges reelles Bild des Objekts auf der lichtempfindlichen Oberfläche wieder, und die überlagerung dieser Bilder, welche die gleich Information, jedoch verschiedenes Rauschen enthalten, führt zu einer Mittelung des Rauschens auf der Oberfläche. Um jedoch das Verhältnis Signal zu Rauschen in einem Verhältnis η zu verbessern,
2 muß die Anzahl der überlagerten Bilder η betragen, was einen Träger der holographischen Aufzeichnung mit sehr großen Abmessungen bezüglich des wiederzugebenden Objekts erfordert.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine optische Vorrichtung zum Kopieren ebener Objekte zu schaffen, welche das Mitteln des Rauschens ermöglicht, um den Nachteil des Verwischens des rekonstruierten Bildes durch Lichtpunkteffekte (speckle) zu vermeiden, wobei jedoch die stigmatischen Qualitäten des rekonstruierten Bildes, die durch Verwendung von kohärentem Licht erhalten werden, bewahrt bleiben.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine optische Vorrichtung zum Kopieren von ebenen Objekten, mit einer Quelle für kohärentes Licht,einer Beleuchtungsvorrichtung, welche aus dem von der Lichtquelle ausgesandten kohärenten Licht eine Objektwelle zum Beleuchten des Objekts und eine Referenzwelle bildet, und
030035/0752
einem lichtempfindlichen Träger, welche erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß sie außerdem eine aktive optische Vorrichtung aufweist, welche die vom Objekt austretende Objektwelle und die Referenzwelle empfängt und in Echtzeit eine mit der einfallenden Objektwelle konjugierte und auf den lichtempfindlichen Träger gerichtete Welle wiederherstellt, um dort ein reelles Bild des zu kopierenden Objekts zu bilden, wobei die Beleuchtungsvorrichtung so ausgebildet ist, daß das Objekt nacheinander mehrmals beleuchtet wird, bis die Aufzeichnung auf dem lichtempfindlichen Träger mit Sättigung erreicht ist, um im lichtempfindlichen Träger mehrere Bilder des Objekts, welche nichtkorrelierte Rauscheffekte aufweisen, zu überlagern.
Die Beleuchtung des Objekts kann erhalten werden, indem man das Objekt mit einem Lichtfleck von begrenztem Durchmesser mehrmals überstreicht, oder indem man das Objekt in seiner Gesamtheit durch einen rotierenden Diffusor mehrmals nacheinander belichtet. Das optisch aktive Medium, welches in Echtzeit die Erzeugung einer Wellenfront ermöglicht, welche mit der vom Objekt austretenden Wellenfront konjugiert ist, kann beispielsweise ein reversibles holographisches Material oder eine durch nichtlineares Mischen funktionierende Natriumdampfzelle sein.
Die Erfindung wird erläutert durch die folgende Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die sich auf die beigefügten Figuren bezieht. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine erste Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Kopieren von Objekten durch holographische Bilderzeugung;
Fig. 2 den Zyklus Einschreiben - Löschen des Trägers der holographischen Aufzeichnung;
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der Kopiervorrichtung, welche ebenfalls mit holographischer Bilderzeugung arbeitet;
Fig. 4 eine dritte Ausführungsform der Kopiervorrichtung, welche mit nichtlinearem Mischen arbeitet.
Die erhebliche Verbesserung der Bildqualität, welche durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kopieren ebener Objekte erhalten wird, beruht auf der überlagerung einer großen Zahl von
030035/0762
Bildern, welche nicht korrelierte Rauscheffekte aufweisen, in der Ebene des lichtempfindlichen Trägers. Man kann so ein Verhältnis Signal zu Rauschen von gleicher Größenordnung erreichen, wie es durch eine Vorrichtung zum Kopieren von ebenen Objekten unter Verwendung eines Systems mit inkohärenter Bilderzeugung erhalten wird, unter Beibehaltung der mit der Verwendung von kohärenten Lichtstrahlen zusammenhängenden Eigenschaften, besonders unter Erhaltung des Stigmatismus der wiederhergestellten Wellenfront für jeden Punkt des Objekts. Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung zum Kopieren von ebenen Objekten weist einen Laser vom Typ Argon-Laser auf, der einen parallelen Strahl in Richtung einer semitransparenten Platte 2 aussendet. Der von der semitransparenten Platte 2 reflektierte Strahl wird auf eine Konvergenzlinse 3 gerichtet, die ihn auf die Eintrittsfläche des multimodalen Lichtleitfaserbündels (Lichtleiters) 4 bündelt. Dieses multimodale Lichtleitfaserbündel leitet den Objektstrahl weiter, der aus diesem Bündel austritt und auf ein Diapositifobjekt 5 gerichtet wird. Der Objektstrahl belichtet das Diapositifobjekt in einem Bereich von begrenztem Durchmesser mit Hilfe einer Fläche einer sphärischen Welle. Die vom Diapositifobjekt 5 austretende Objektwelle wird auf einen lichtempfindlichen elektrooptischen Kristall 8 von großen Abmessungen gerichtet. Dieser Kristall wird mittels zweier Elektroden polarisiert, die mit den Klemmen einer Polarisationsquelle 9 verbunden sind. Dieser lichtempfindliche elektrooptische Kristall kann ein BSO-Kristall (Bi1pSi O20) sein. Ein solcher Träger ermöglicht die Echtzeitregistrierung von Phasenhologrammen, und wegen seiner guten Empfindlichkeit ist die Aufbauzeit t des Raumladungsfeldes für eine Beugungsausbeute η_5 bei Sättigung in der Größenordnung von einer Millisekunde bei einer einfallen-
— 2
den Laserleistung in der Größenordnung von lOOmWcm . Die symmetrische Charakteristik der Beugungsaus beute des Kristalls »} in Abhängigkeit von der Zeit ist in Fig. 2 wiedergegeben. Ein solcher reversibler Kristall ermöglicht die Erzeugung von Phasenhologrammen und ihre Ablesung in Echtzeit.
Dieser Kristall wird durch eine Referenzwelle beleuchtet, die von der teildurchlässigen Platte 2 ausgeht, wobei eine Linse
$30035/0752
-A-
diese von ihr empfangene strahlung auf die Eintrittsfläche einer monomodalen Lichtleitfaser 7 bündelt. Die aus diesem Faserleiterbündel austretende Strahlung wird auf eine Linse gerichtet, welche eine ebene Wellenfront£_ bildet, welche mit der vom Objekt austretenden Wellenfront JC0 im lichtempfindlichen elektrooptischen Kristall 8 interferieren soll.
Die Vorrichtung weist außerdem einen ebenen Spiegel 11 auf, der zur BezugswellenfrontΣ-η parallel ist und dazu dient, auf den Kristall 8 den Teil des Bezugsstrahlenbündels zurückzuwerfen, der vom Kristall 8 bei der Registrierung nicht absorbiert wurde. Diese Anordnung ermöglicht, eine mit der Bezugswellenfront konjugierte Lesewellenfront zu erzeugen und damit in Echtzeit eine mit der einfallenden Objektwellenfront konjugierte rekonstruierte Wellenfront zu erzeugen. Das von dieser Wellenfront gebildete reelle Bild wird vom reellen Objekt mit Hilfe einer Trennplatte 12 getrennt. Dieses Bild wird daher in eirier Bildebene gebildet, vjnö. ein lichtempfindlicher Träger 13 ist in dieser Ebene angeordnet, um dieses Bild aufzuzeichnen. Ein entsprechend orientierter Polarisator 14 ermöglicht, den lichtempfindlichen Träger vom Rauschen zu isolieren. Tatsächlich ist der Polarisationszustand des rekonstruierten Lichtstrahlbündels beim Lesen wegen der Doppelbrechung und des Rotationsvermögens des elektrooptischen Kristalls verschieden von dem des Registrierstrahlenbündels, und das rekonstruierte Strahlenbündel kann daher vom umgebenden optischen Rauschen getrennt werden.
Eine mechanische Verschiebungsvorrichtung 1 5 wirkt auf das die sphärische Objektwelle£o bildende multimodale Lichtleitfaserbündel 4, um das Ende dieses Faserbündels so zu verschieben, daß nacheinander durch einen Fleck von begrenztem Durchmesser die Gesamtheit des Objekts beleuchtet wird. Die aus dem Objekt austretende Objektstrahlung beleuchtet den Kristall in einem auch vom Referenzstrahl beleuchteten Bereich. Diese Überstreichung wird vielfach wiederholt, nämlich N-mal. Der lichtempfindliche Träger 13 weist eine Einschreibzeitkonstante T auf, die sehr viel größer ist als "C , sodaß sich eine große Zahl N möglicher Überstreichungen ergibt, bevor der lichtempfindliche Träger 13 vollständig registriert ist. Bei zwei aufeinanderfolgenden
C3ÖÜ3S/07S2
Rekonstruktion des gleichen Bereichs ist die der durch das Diapositifobjekt eingeführten Modulation entsprechende Beleuchtung die gleiche von einer Rekonstruktion zur folgenden. Dagegen ist die zusätzliche Beleuchtung, die auf Korneffekte zurückgeht, Körnung der Maske oder Körnung des Aufzeichnungsmaterials, verschieden. Wegen des Überstreichens wird die nacheinander die gleiche Zone beleuchtende Objektwelle bei den beiden aufeinanderfolgenden Belichtungen modifiziert, und die störende Beleuchtung infolge der Diffusion durch die Körner der Maske ist verschieden. Ebenso wird der rekonstruierte Strahl auch in verschiedener Weise durch die Kornwirkung des Aufzeichnungsmaterials beeinflußt. Die Überlagerung von N nicht korrelierten Rauscheffekten führt am Ende des Zyklus zu einem mittleren Rauschen, das gleichmäßig über die gesamte Bildfläche verteilt ist. Es zeigt sich, daß das so erhaltene Verhältnis von Signal zu Rauschen von der gleichen Größenordnung ist, wie das mit einer inkohärenten Optik erhaltene. Die Abtastvorrichtung wirkt auf den Lichtleiter entweder schrittweise oder kontinuierlich um sein Ende in zwei zueinander senkrechten Richtungen XY so zu verschieben, daß die gesamte Oberfläche des Objekts abgetastet wird. Wenn die Abtastung schrittweise durchgeführt wird, kann die Verschiebungsgeschwindigkeit so gewählt sein, daß das augenblickliche Interferenz system bis zur Sättigung aufgezeichnet und in Echtzeit gelesen wird, bevor eine neue Zone beleuchtet wird, damit der Kontrast zwischen dem im Material registrierten Interferenzstreifen das Maximum erreicht.
Es wurde eine besondere Leseanordnung beschrieben, um die kontinuierliche Beobachtung der vom Kristall gebeugten Wellenfront zu ermöglichen, wobei der nicht absorbierte Teil des Referenzstrahls mittels des ebenen Spiegels 11 parallel zur Referenzwellenfront Σ Ώ zum Kristall zurückgeworfen wird. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese besondere Leseanordnung begrenzt, und der mit dem Referenzstrahl konjugierte Lesestrahl, der die Rekonstruktion einer Wellenfront, die mit einer komplexen Anfangswellenfront konjugiert ist, in Echtzeit ermöglicht, kann in anderer Weise erhalten werden, z.B. nach Teilung durch eine den Bezugsstrahl teilende Trennplatte.
030035/0752
Die erste Ausführungsform der Erfindung ist besonders geeignet zum Kopieren von ausgedehnten ebenen Objekten. Tatsächlich wird eine kleine Zone des Objekts durch die Objektwelle beleuchtet, und das System dar Streifen wird im ganzen Ausmaß des holographischen Materials registriert, wobei der auf aas Objekt einfallende Strahl so gerichtet sein kann, daß der vom Objekt austretende Strahl in geeigneter Weise vom Registriermaterial empfangen wird.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung zum Kopieren von ebenen Objekten, welche mit holographischer Bilderzeugung arbeitet, jedoch wird in dieser Vorrichtung das Objekt insgesamt mehrere Male nacheinander beleuchtet, und es wird zwischen zwei aufeinanderfolgenden Beleuchtungen eine zwischen der Lichtquelle und dem Objekt angeordnete Diffusorvorrichtung so verschoben, daß die vom Objekt austretende Wellenfront modifiziert und in verschiedener Weise durch die Körnigkeit des Objekts beeinflußt wird. Ebenso ist das registrierte Streifensystem von einer zur folgenden Registrierung verschieden, sodaß der wiedergegebene Strahl in verschiedener Weise von der Körnigkeit des holographischen Registriermaterials beeinflußt wird. Nach einer genügenden Zahl von Registrierungen und Rekonstruktionen wird das durch den Lichtpunkteffekt erzeugte Rauschen über der Gesamtheit des lichtempfindlichen Trägers gemittelt. Die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung weist wie die in Fig. 1 gezeigte eine Laser-Quelle 1 und eine teilreflektierende Platte 2 auf.
Die optische Beleuchtungsvorrichtung weist eine Linse 16 auf, die eine sphärische Wellenfläche bildet, die mittels eines Spiegels 17 auf das Diapositifobjekt 5 gerichtet wird. Unmittelbar vor dem Objekt 5 ist ein Diffusor 18 angeordnet. Dieser drehbare Diffusor wird durch einen Motor 19 angetrieben. Die vom Objekt 5 austretende Objektwelle£Q wird von einem Träger 8 für reversible holographische Registrierung empfangen. Dieser Träger kann wie in der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung ein BSO-Kristall sein, der mittels einer Polarisationsquelle 9 polarisiert wird. Der Referenzstrahl wird von dem durch die Platte 2 durchgelassenen und mittels eines Spiegels 20 auf den holographischen Träger gerichteten Strahl gebildet.
030035/0752
Ein System von Linsen β und 10 ermöglicht es, eine auf den Träger gerichtete ebene Welle ΣR zu bilden. Zur Wiederherstellung wirft wie im vorangehenden Fall ein zur Fläche £ paralleler Spiegel 11 den vom Träger nicht absorbierten Teil des Referenzstrahls zum Träger zurück. Die BiIderzeugungsvorrichtung weist wie oben die tei!reflektierende Platte 12, den Polarisator 14 und den lichtempfindlichen Träger 13 auf. Um die besten Leistungen einer solchen Vorrichtung zu erhalten, wird das Objekt für jede Stellung des Diffusors während einer Zeit beleuchtet, die der Zeit entspricht, die zum Registrieren des Beugungsstreifensystens im holographischen Träger bis zur Sättigung erforderlich ist, wobei die Rekonstruktion in Echtzeit erhalten wird. Dann wird der Diffusor gedreht und der gleiche Arbeitsgang wiederholt. Die Anzahl der Belichtungen hängt von der Aufzeichnungszeitkonstante des lichtempfindlichaiTrägers ab.
Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform der Vorrichtung, in welcher das ebene Objekt gemäß einer Zone von begrenztem Durchmesser beleuchtet wird, welche die Gesamtheit des Objekts abtastet, jedoch wird bei dieser Ausführungsform die Abtastung durch optische Ablenkungsmittel erhalten. Außerdem ist eine andere Art der Vorrichtung, welche die Rekonstruktion einer ein reelles Bild des Objekts bildenden Wellenfront ermöglicht, vorgesehen.
Die Vorrichtung weist eine Laser^Quelle 1, eine teildurchlässige Platte 2 und einen von einem Steuerkreis 22 gesteuerte optische Ablenkvorrichtung 21 auf. Eine Linse 23 ermöglicht, aus dem mit veränderlicher Richtung aus der Ablenkvorrichtung austretenden Strahl einen Beleuchtungsfleck mit begrenztem Durchmesser bezüglich der Oberfläche des Objekts zu bilden. Der Steuerkreis 22, die Ablenkvorrichtung 21 und die Linse 23 sind so ausgebildet, daß der Beleuchtungsfleck die Gesamtheit des Objekts abtastet. Der aus der Ablenkvorrichtung austretende Strahl ist in einer Mittelstellung (ausgezogene Linie) und in zwei Extremstellungen in der Richtung X dargestellt. Die Abtastung muß auch in der zu X senkrechten Richtung Y erfolgen, damit die Gesamtheit des Objekts abgetastet wird. Die Vorrichtung, welche die Erzeugung einer Bildwellenfront, die mit
«30035/0-762
der vom Objekt austretenden Wellenfront konjugiert ist, ermöglicht, ist in dieser Ausführungsform eine durch nichtlineares Mischen arbeitende Zelle 24. Diese Zelle Kann eine Natriumdampf enthaltende Zelle sein. Eine solche Zelle arbeitet wie folgt: Wenn eine solche Zelle zwei ebene, entgegengesetzt gerichtete und im Milieu in Wechselwirkung tretende Wellen,
die mittels der drei Spiegel 25, 26 und 27 von der von der Platte 2 reflektierten Strahlung gebildet werden, und "Pumpwellen" bilden, und die Objektwelle ΣQ empfängt, rekonstruiert diese Zelle in Echtzeit eine mit der Objektwelle EQ konjugierte Welle, die bezüglich der einfallenden Welle verstärkt ist. Die Erzeugung der verstärkten Welle erfolgt augenblicklich; die Abtastung des Objekts ist kontinuierlich. Diese Abtastung wird wie bei der ersten Ausführungsform mehrfach wiederholt, sodaß die Kornwirkungen in jeder Zone des lichtempfindlichen Trägers gemittelt werden. Dazu ist es notwendig, daß die Energie des den lichtempfindlichen Träger abtastenden rekonstruierten Strahls sehr klein ist gegenüber der Aufzeichnungsenergie des lichtempfindlichen Trägers, sodaß die Mittelung des auf die Korneffekte zurückgehenden optischen Rauschens gut erhalten wird.
Die Erfindung ist nicht auf die im einzelnen beschriebenen Ausführungsformen der Kopiervorrichtung beschränkt. Besonders kann die Abtastvorrichtung, welche mit Bezug auf die Ausführungsform der Fig. 4 beschrieben wurde, durch die in Fig. wiedergegebene Ausführungsform ersetzt werden und umgekehrt. Außerdem kann man in der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung, bei welcher die Beleuchtung des Objekts im Ganzen erfolgt, zum Erzeugen einer Wellenfront, die zum Herstellen des Bildes dient und mit der vom Objekt austretenden Wellenfront konjugiert ist, eine nicht lineare Mischzelle verwenden, wie sie in der Ausführungsform der Fig. 4 beschrieben ist.
Allgemein gesagt kann in der erfindungsgemäßen Vorrichtung jede Vorrichtung verwendet werden, welche in Echtzeit die Erzeugung einer Welle ermöglicht, die mit einer Objektwelle konjugiert ist und zur Herstellung eines reellen Bildes auf
03003S/07S2
einem lichtempfindlichen Träger bestimmt ist, vorausgesetzt
daß ihre Auflösung nur durch die Beugung begrenzt ist, wobei die Vorrichtung zum Beleuchten des Objekts so ausgebildet ist, daß das Objekt nacheinander mehrere Male beleuchtet wird, bis die Aufzeichnung auf dem lichtempfindlichen Träger mit Sättigung erhalten wird, um im lichtempfindlichen Träger mehrere Bilder des Objekts mit nichtkorrelierten Rauschanteilen zu überlagern.
030035/0752
PAT K N T A N WA ·_Τ
□ B MÜNCHEN 22. THIERSCHSTRASSE 27
TELEGRAMME: MAYPATENT MÜNCHEN
TELEX 52 4487 PATOP
TELEFON CO 893 2250 51
T-23-P-1/1677 München, 14. Februar 1980
50 232/MAU Dr.M/W
THOMSON-GSF in F-75088 Paris / Frankreich
Optische Vorrichtung zum Kopieren ebener Objekte
Kurze Zusammenfassung (Abstrakt) der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine optische Vorrichtung zum Kopieren mit Vergrößerung 1 unter Verwendung von kohärentem Licht, welche eine erhebliche Verringerung der Auswirkung von Lichtflekken (speckle) auf der Kopie ermöglicht.
Sie hat zum Gegenstand eine Vorrichtung zum Kopieren, die eine Vorrichtung zum Beleuchten des Objekts, eine Vorrichtung zum Empfangen der Objektwelle und zur Rekonstruktion in Echtzeit einer mit der Objektwelle konjugierten Welle zum Herstellen eines reellen Bildes des Objekts aufweist. Die Kopiervorrichtung weist außerdem einen lichtempfindlichen Träger auf, der in der Bildebene angeordnet ist. Die Vorrichtung zum Beleuchten des Objekts bildet auf dem zu kopierenden Objekt einen Beleuchtungsfleck von kleinen Abmessungen bezüglich des Objekts, und die Kopiervorrichtung weist außerdem Abtastvorrichtungen auf, welche das Objekt mehrmals vollständig mit dem Beleuchtungsfleck abtasten, um auf dsm .lichtempfindlichen Träger eine große Zahl von Bildern der gleichen Zone mit nichtkorrelierten Rauscherscheinungen zu überlagern.
Die Erfindung ist besonders anwendbar zum Kopieren von Masken mit hoher Auflösung und großen Oberflächen.
Fig. 1
030035/0752
Leerseite

Claims (12)

PAT ΚΝΤΛΝ WA ·_Τ D S MÖNCHEN 22, THIERSCHSTRASSE 27 TELEGRAMME: MAYPATENT MDNCHEN TELEX 52 4487 PATOP TELEFON CO893 22 5Ο51 T-23-P-1/1677 München, 14. Februar 1980 50 232/MAÜ . Dr.M/mw THOMSON-CSF in F-75088 Paris / Frankreich Optische Vorrichtung zum Kopieren ebener Objekte Patentansprüche
1. Optische Vorrichtung zum Kopieren ebener Objekte, welche eine Quelle für kohärentes Licht, eine Beleuchtungsvorrichtung, die aus dem von der Quelle ausgesandten kohärenten Licht eine Objektwelle zum Beleuchten des Objekts und eine Referenzwelle bildet, und einen lichtempfindlichen Träger aufweist,dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem eine optisch aktive Vorrichtung (8,24) aufweist, welche zum Empfang der vom Objekt austretenden Objektwelle und der Referenzwelle und zur Rekonstruktion einer mit der einfallenden Objektwelle konjugierten Welle in Echtzeit dient, wobei die konjugierte Welle auf den lichtempfindlichen Träger (13) gerichtet ist, um dort ein reelles Bild des zu kopierenden Objekts zu bilden, und die Beleuchtungsvorrichtung so ausgebildet ist, daß das Objekt mehrmals nacheinander in der Weise beleuchtet wird, daß im lichtempfindlichen Träger mehrere Bilder des Objekts, welche nichtkorrelierte Rauschanteile aufweisen, überlagert werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optisch aktive Vorrichtung ein Träger (8) für reversible holographische Registrierung ist, der die vom Objekt austretende Objektwelle und-die Referenzwelle empfängt und daraus ein System vcn Interferenzstreifen bildet, wobei die rekonstruierte Welle mit Hilfe einer Lesewellenfront erhalten wird, die mit der ebenfalls vom Träger empfangenen Referenzwellenfront konjugiert ist. 03QÖ35/O7S2
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzwelle eine ebene Welle ist und die Vorrichtung zum Bilden der Lesewelle einen ebenen Spiegel (11) aufweist, der zur Referenzwellenfront parallel ist und den beim Registrieren nicht absorbierten Teil der Referenzwelle zum Träger (8) zurückwirft.
4· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger für die holographische Registrierung (8) ein lichtempfindlicher elektrooptischer Kristall ist und die in einem solchen Träger registrierten Hologramme Phasenhologramme s ind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kristall (8) ein Kristall Bi12 Si O20 ist, der so polarisiert ist, daß das angelegte elektrische Feld im wesentlichen rechtwinklig zur mittleren Richtung der registrierten Interferenzstreifen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die optisch aktive Vorrichtung ein nicht lineares Milieu ist, das die vom Objekt austretende Objektwelle und zwei Pumpwellen, die aus der Bezugswelle gebildet sind und sich im Milieu in entgegengesetzten Richtungen fortpflanzen, empfängt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht lineare Milieu eine Natriumdampf enthaltende Zelle (24) ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis Ii dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsvorrichtung das Objekt in einer bezüglich der Ausdehnung des Objekts begrenzten Zone beleuchtet und außerdem Abtastvorrichtung aufweist, welche auf die Objektwelle einwirken und sie so verschieben, daß die Gesamtheit des Objekts abgetastet wird, wobei diese Abtastung mehrmals reproduziert wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektwelle eine sphärische Welle ist, die von einer Punktquelle ausgesandt wird, die ausgehend von der Quelle für kohärentes Licht (1) gebildet ist.
030035/0752
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Objektwelle aus einem Lichtleitfaserbündel (4) austritt, und die Abtastung durch mechanische Ablenkung des Endes des Faserbündels (4) erhalten wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsvorrichtung aus gesonderten Elementen gebildet ist und eine Objektpunktquelle bildet, wobei die Abtastvorrichtung eine optische Ablenkvorrichtung (21) ist, welche auf die Lage der Objektpunktquelle einwirkt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsvorrichtung die Gesamtheit des Objekts mehrere Male nacheinander durch einen Diffusor (18) beleuchtet und die Vorrichtung Einrichtungen (19) aufweist, welche den Diffusor (18.) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Beleuchtungen drehen.
030035/0762
DE19803005478 1979-02-16 1980-02-14 Optische vorrichtung zum kopieren ebener objekte Withdrawn DE3005478A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR7904016A FR2449301A1 (fr) 1979-02-16 1979-02-16 Dispositif optique de copie d'objets plans

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3005478A1 true DE3005478A1 (de) 1980-08-28

Family

ID=9222087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19803005478 Withdrawn DE3005478A1 (de) 1979-02-16 1980-02-14 Optische vorrichtung zum kopieren ebener objekte

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4353616A (de)
JP (1) JPS55146472A (de)
DE (1) DE3005478A1 (de)
FR (1) FR2449301A1 (de)
GB (1) GB2043294B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4026234A1 (de) * 1990-08-18 1992-02-20 Kolbe & Co Hans Verfahren zur dreidimensionalen fototechnischen uebertragung von oberflaecheninformationen eines koerpers

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2516232B1 (fr) * 1981-11-09 1986-02-21 Thomson Csf Interferometre de type michelson a miroir photorefractif
US4674824A (en) * 1985-06-14 1987-06-23 Stanford University System for enhancement of optical features
NO861181L (no) * 1986-03-24 1987-09-25 Gudmunn Slettemoen Speckle-midling.
GB2198548A (en) * 1986-12-09 1988-06-15 Stc Plc Hologram manufacture
WO1996002873A1 (en) * 1994-07-19 1996-02-01 Hologram Technology International, Inc. Image recording medium and method of making same
FR2755516B1 (fr) 1996-11-05 1999-01-22 Thomson Csf Dispositif compact d'illumination
US6330088B1 (en) 1998-02-27 2001-12-11 Zebra Imaging, Inc. Method and apparatus for recording one-step, full-color, full-parallax, holographic stereograms
US6266167B1 (en) * 1998-02-27 2001-07-24 Zebra Imaging, Inc. Apparatus and method for replicating a hologram using a steerable beam
FR2819061B1 (fr) * 2000-12-28 2003-04-11 Thomson Csf Dispositif de controle de polarisation dans une liaison optique

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3542452A (en) * 1967-03-20 1970-11-24 Rca Corp Transitory hologram apparatus
US3640599A (en) * 1969-04-04 1972-02-08 American Optical Corp Simulation of an extended incoherent object source in holography so as to eliminate speckle noise
JPS4822215B1 (de) * 1969-08-25 1973-07-04
NL7010378A (de) * 1970-07-14 1972-01-18
US3677616A (en) * 1971-05-03 1972-07-18 Battelle Development Corp Reduced noise high resolution holographic imaging using spatially incoherent reconstructing radiation
JPS5123187B2 (de) * 1971-09-16 1976-07-15
FR2160317B1 (de) * 1971-11-19 1974-09-06 Thomson Csf
US4035055A (en) * 1975-07-30 1977-07-12 Rca Corporation Coherent wave imaging and/or recording technique for reducing the generation of spurious coherent-wave image patterns
FR2362466A1 (fr) * 1976-08-19 1978-03-17 Thomson Csf Cellule d'enregistrement holographique, memoire et dispositif de calcul optique utilisant une telle cellule
US4256363A (en) * 1978-08-08 1981-03-17 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Speckle suppression of holographic microscopy

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4026234A1 (de) * 1990-08-18 1992-02-20 Kolbe & Co Hans Verfahren zur dreidimensionalen fototechnischen uebertragung von oberflaecheninformationen eines koerpers

Also Published As

Publication number Publication date
GB2043294A (en) 1980-10-01
FR2449301A1 (fr) 1980-09-12
FR2449301B1 (de) 1983-07-29
JPS55146472A (en) 1980-11-14
US4353616A (en) 1982-10-12
GB2043294B (en) 1983-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1572600C3 (de) Verfahren zum Kopieren eines Außer-Achse-Hologramms
DE2738025A1 (de) System zur erzeugung von streifen- mehrfachhologrammen
DE1931260A1 (de) Verfahren zur Wiedergabe eines Hologrammes,das die Funktion einer nach optischen Prinzipien arbeitenden komplexen Wellenaenderungsanordnung ausuebt,mit hoher Wiedergabetreue
DE2001723A1 (de) Holographischer Datenspeicher
DE3005478A1 (de) Optische vorrichtung zum kopieren ebener objekte
DE2242470A1 (de) Einrichtung zur rekonstruktion eines hologrammes durch breitbandige schwingungsenergie
DE1932083A1 (de) Optische Anlage zum Speichern und Lesen von Informationen
DE2229381A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur aufzeichnung eines in einem hologramm gespeicherten objektwellenfeldes
DE2631632A1 (de) Optische anordnung zur speicherung und selektiven loeschung von daten
DE2167075B1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Relief-Reflexions-Blaze-Hologramms
DE2055785A1 (de)
DE1572872A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Hologramms sowie Einrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens
DE4038308A1 (de) Verfahren zur herstellung von 2d- und/oder 3d-hologrammen
DE2042161A1 (de) Aufzeichnungsverfahren und -vorrichtung
DE1931262A1 (de) Verfahren und Einrichtung zum Aufzeichnen eines Hologrammes
DE2047923A1 (de) Holographische Einrichtung
DE3443572C2 (de) Verfahren und Einrichtung zur holographischen Aufnahme von Objekten, insbesondere Mikrofilmen
DE1918031C (de) Verfahren zur optischen Aufzeichnung und Wiedergabe von Informationen
DE1913856A1 (de) Photographische Aufzeichnungsanlage
DE2400965A1 (de) Vorrichtung zur herstellung von hologrammen
DE2419259C2 (de) Verfahren zur Herstellung von Schichtbildern
DE2217354C3 (de) Einrichtung zum Aufzeichnen eines Hologrammes
DE3003115C2 (de) Aufzeichnungsverfahren einer optischen Information und Vorrichtung zu dessen Durchführung
DE1811852C3 (de) Vorrichtung zur Aufnahme eines LJppmann-Bragg-Hologramms
DE2143344A1 (de) Aufzeichnung räumlich verteilter Objektschwingungsinformation und Verfahren zu ihrer Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee