ES2243722T3 - Litografo y microscopio con mascar4a de disparo unidimensional y procedimiento para la fabricacion de hologramas digitales de un medio de almacenamiento. - Google Patents
Litografo y microscopio con mascar4a de disparo unidimensional y procedimiento para la fabricacion de hologramas digitales de un medio de almacenamiento.Info
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Abstract
Procedimiento para la fabricación de hologramas digitales en un medio de almacenamiento - en el que un rayo de escritura se mueve sobre el medio de almacenamiento de modo enfocado y unidimensional de manera relativa al medio de almacenamiento, - en el que un rayo de exploración se mueve de modo enfocado y unidimensional sobre una máscara de disparo que presenta una pluralidad de líneas de disparo de modo transversal a las líneas de disparo, en el que el movimiento del rayo de exploración está acoplado con el movimiento del rayo de escritura, - en el que durante la exploración de las líneas de disparo, dependiendo de la disposición de las líneas de disparo, se genera una señal de disparo temporal, - en el que con la ayuda de la señal de disparo temporal se regula la intensidad del rayo de escritura sobre el medio de almacenamiento, y - en el que el holograma se escribe línea a línea por medio de la introducción punto a punto de energía de radiación, en el que el medio de almacenamientose desplaza de modo transversal a la dirección de escaneado de las líneas una distancia prefijada para una escritura de líneas contiguas del holograma.
Description
Litógrafo y microscopio con máscara de disparo
unidimensional y procedimiento para la fabricación de hologramas
digitales en un medio de almacenamiento.
La presente invención se refiere a un litógrafo
para la fabricación de hologramas digitales en un medio de
almacenamiento. Además, la invención se refiere a un procedimiento
para la fabricación de hologramas digitales en un medio de
almacenamiento.
Los hologramas digitales son hologramas
bidimensionales que están formados por puntos individuales con
diferentes características ópticas, y desde los que, al iluminarlos
con una onda electromagnética coherente, en particular una onda de
luz, por medio de una difracción en la transmisión o en la reflexión
se reproducen imágenes y/o datos. Las diferentes características
ópticas de cada uno de los puntos pueden ser características de
reflexión, por ejemplo por medio de la topografía de la superficie,
longitudes de trayectoria variantes en el material del medio de
almacenamiento (índice de refracción) o valores cromáticos del
material.
Las características ópticas de los puntos
individuales son calculadas por un ordenador, tratándose, con ello,
de un denominado holograma generado por ordenador (CGH). Con la
ayuda del rayo de escritura enfocado, durante la escritura del
holograma se inscriben los puntos individuales del holograma en el
material, estando el foco en la región de la superficie o en el
material del medio de almacenamiento. Un enfoque produce en la
región del foco una superficie afectada menor sobre el material del
medio de almacenamiento, de manera que se puede escribir una
pluralidad de puntos del holograma en una pequeña región. La
característica óptica del respectivo punto escrito depende en este
caso de la intensidad del rayo de escritura. Para ello, el rayo de
escritura se escanea en dos dimensiones con una intensidad variable
a lo largo de la superficie del medio de almacenamiento. La
modulación de la intensidad del rayo de escritura se realiza en este
caso por medio de una modulación interna de la fuente de luz, por
ejemplo un diodo láser, o por medio de una modulación externa de un
rayo de escritura fuera de la fuente de luz, por ejemplo con la
ayuda de elementos optoelectrónicos. Adicionalmente, la fuente de
luz puede estar conformada como láser pulsado, cuyas longitudes de
los pulsos se pueden controlar, de manera que a través de las
longitudes de los pulsos se pueda llevar a cabo un control de la
intensidad del rayo de escritura.
Por medio del escaneado del rayo de escritura
modulado en intensidad se produce, con ello, una superficie con una
distribución de puntos no uniforme, el holograma digital. Éste se
puede emplear para caracterizar e individualizar cualquier tipo de
objetos.
Los sistemas litográficos de escaneado están muy
extendidos como tales. Por ejemplo, en las impresoras láser
convencionales se integran sistema ópticos de escaneado. Estos
sistemas, sin embargo, no se pueden emplear para la fabricación de
hologramas, ya que los requerimientos para esta finalidad de
aplicación son claramente diferentes de los que se dan para las
impresoras láser. En buenos sistemas de impresión, la resolución
tiene un valor de aproximadamente 2500 dpi, mientras que en la
fabricación de hologramas es necesaria una resolución de
aproximadamente 25.000 dpi. Adicionalmente, en la holografía digital
se escriben únicamente superficies comparativamente pequeñas. Éstas,
por ejemplo, tienen un tamaño de 1 a 5 mm^{2}, si bien también son
posibles otros tamaños. La precisión del retículo de escritura, en
un litógrafo para la fabricación de hologramas digitales de por
ejemplo 1000 x 1000 puntos en una superficie de 1 x 1 mm^{2}ha de
tener un valor de \pm 0,1 mm en las dos direcciones ortogonales.
Adicionalmente, la velocidad de escritura ha de tener un valor de
aproximadamente 1 Mpixels/s, para que se pueda escribir,
respectivamente, un holograma en un tiempo de aproximadamente 1
s.
Los hologramas digitales se pueden fabricar por
medio de procedimientos de escaneado convencionales, en los que, con
un sistema óptico fijo, se varía el ángulo del rayo incidente. Con
este principio trabajan, por ejemplo, los litógrafos de espejo de
escaneado con escáneres galvánicos o poligonales.
En todos los procedimientos de escaneado
conocidos hasta el momento, existe una desventaja, que viene dada
por el hecho de que en un litógrafo con una construcción sencilla no
es posible ningún control temporal del rayo de escritura, que ha de
ser capaz de mantener a las velocidades de escritura que se han de
alcanzar una matriz puntual prefijada del holograma digital.
Debido a ello, la presente invención se basa en
el problema técnico de escribir por medio de litografía óptica
hologramas generados por ordenador del modo más rápido posible y con
un coste reducido, teniendo al mismo tiempo un control preciso del
disparo temporal y del posicionamiento del rayo de escritura.
El problema indicado anteriormente se soluciona
por medio de un procedimiento para la fabricación de hologramas
digitales en un medio de almacenamiento, en el que un rayo de
escritura se enfoca sobre el medio de almacenamiento y se mueve de
modo unidimensional relativamente respecto al medio de
almacenamiento, y en el que un rayo de exploración se enfoca en una
máscara de disparo que presenta una pluralidad de líneas de disparo
y se mueve de modo unidimensional transversalmente respecto a las
líneas de disparo, en el que el movimiento del rayo de exploración
está acoplado con el movimiento del rayo de escritura, en el que
durante el exploración de las líneas de disparo, dependiendo de la
disposición de las líneas de disparo, se genera una señal de disparo
temporal, en el que con la ayuda de la señal de disparo temporal se
regula la intensidad del rayo de escritura sobre el medio de
almacenamiento, y en el que el holograma se escribe por líneas por
medio de la introducción punto a punto de energía de radiación, en
el que el medio de almacenamiento se desplaza de modo transversal
respecto a la dirección de escaneado de las líneas una distancia
prefijada para una escritura de líneas contiguas del holograma.
En el sentido de la presente invención, un
movimiento unidimensional significa un movimiento que se extiende
fundamentalmente en una dirección. Por tanto, un movimiento
unidimensional es, en particular, un movimiento en línea recta, si
bien un movimiento unidimensional en el sentido de la invención
también puede ser una línea curva, es decir, diferir de una línea
recta.
Por tanto, por medio de la invención se ha
reconocido que con la ayuda de un rayo de exploración acoplado en su
movimiento con el rayo de escritura se puede generar una señal de
disparo temporal con una máscara de disparo unidimensional similar a
un código de barras. En este caso, las líneas de disparo son
preferentemente paralelas, es decir, están dispuestas en un retículo
ortogonal, si bien éste no se requiere forzosamente. Con la ayuda de
la información de disparo temporal y una información de intensidad
adicional, que se puede generar fundamentalmente de modo
independiente de la máscara de disparo, se puede escribir el
holograma digital punto a punto en líneas una después de otra.
Debido a ello, los movimientos del rayo de escritura y del medio de
almacenamiento están ajustados entre ellos. Cuando se escribe una
línea actual, entonces se desplaza, por ejemplo, el medio de
almacenamiento una distancia prefijada, de manera que a continuación
se puede escribir la siguiente línea. Del mismo modo es posible
desplazar de modo continuado el medio de almacenamiento e inscribir
en el material del medio de almacenamiento las líneas del holograma
durante el desplazamiento del medio de almacenamiento
transversalmente respecto a la dirección de escaneado.
Tal y como se ha indicado anteriormente, durante
la exploración de las líneas de disparo, dependiendo de la
disposición de las líneas de disparo, se genera una señal de disparo
temporal. En particular, la señal de disparo temporal se puede
generar cuando el rayo de exploración coincide con una de las líneas
de disparo que se han de explorar.
En este caso, coincidencia significa que alcanzar
o abandonar las líneas de disparo, o una región intermedia
cualquiera entre las líneas de disparo, se mide como valor umbral de
un rayo reflejado o transmitido por la máscara de disparo, o que la
máscara de disparo presenta elementos activos que con una intensidad
de iluminación prefijada pueden generar la señal de disparo
temporal. Este valor se ajusta dentro de la precisión de medida de
tal manera que la regulación se puede llevar a cabo a la velocidad
requerida.
De un modo preferido, el rayo de exploración se
mueve en una relación de movimiento prefijada respecto al rayo de
escritura, Con ello, el rayo de exploración puede escanear una
máscara de disparo cuya superficie sea mayor que la región que se ha
de escribir del medio de almacenamiento. En el caso de que, por
ejemplo, la máscara de disparo sea 10 veces mayor que el holograma
que se ha de generar, entonces el movimiento del rayo de exploración
está aumentado en una relación 10:1 de modo proporcional respecto al
movimiento del rayo de escritura. Por tanto, en caso de que, por
ejemplo, se haya de escribir un holograma con una superficie de 1x1
mm^{2}, entonces el rayo de exploración escanea una máscara de
disparo con una superficie de 10x10 mm^{2}. Las magnitudes
mencionadas previamente son a modo de ejemplo, y no representan
ninguna limitación de la invención.
Además, se prefiere que el rayo de exploración se
enfoque en una magnitud que se corresponda como máximo con la medida
de las líneas de disparo de la máscara de disparo. Con ello se
garantiza que se explora de un modo suficientemente preciso la
coincidencia con la línea de disparo y se puede generar una señal de
disparo temporal suficientemente precisa.
Las características ópticas de las líneas de
disparo pueden estar conformadas de diferentes maneras, empleándose
técnicas que son conocidas como tales del estado de la técnica, en
particular de medios de almacenamiento ópticos como el disco
compacto (CD) o el disco versátil digital (DVD).
En una primera forma de realización, las líneas
de disparo de la máscara de disparo presentan una reflectividad
diferente respecto a la superficie circundante lateral junto a las
líneas de disparo, de manera que el rayo reflejado por la superficie
de la máscara de disparo se puede detectar con un detector. A partir
de la intensidad del rayo de exploración reflejado enfocado en la
superficie del detector se deriva la señal de disparo.
En una segunda forma de realización, las líneas
de disparo de la máscara de disparo presentan una característica de
transmisión diferente respecto a la superficie circundante lateral
junto a las líneas de disparo, de manera que el rayo transmitido a
través de la máscara de disparo se puede detectar con un detector. A
partir de la intensidad del rayo transmitido medido de esta manera
se deriva entonces la señal de disparo.
También se pueden combinar entre ellas en una
línea de disparo secciones con características reflectantes y
secciones con características de transmisión.
En una tercera forma de realización, las líneas
de disparo de la máscara de disparo presentan una estructura de la
superficie, por ejemplo en forma de acanaladuras, de manera que el
rayo difractado que se refleja en la superficie de la máscara de
disparo puede ser detectado. A partir de la intensidad del rayo
reflejado, que resulta fundamentalmente a partir del solapamiento
del orden de difracción cero y de los dos primeros órdenes de
difracción, se deriva entonces la señal de disparo.
Todas las formas de realización de la invención
indicadas a modo de ejemplo anteriormente se basan en el hecho de
que por medio de las características ópticas de la máscara de
disparo, se ejerce una influencia sobre el rayo de exploración de
tal manera, que a partir de ello se puede determinar la coincidencia
con una línea de disparo, y se puede convertir en una señal de
control para el control de la intensidad del rayo de escritura.
Otra configuración de la máscara de disparo viene
dada por el hecho de que ésta presenta píxeles activos, y con ello
puede generar directamente la señal de disparo temporal. Por medio
de diferentes excitaciones del píxel también se pueden generar como
tales, con ello, diferentes huellas de disparo sin un intercambio de
la máscara de disparo.
De un modo preferido, como máscara de disparo
activa se usa un modulador de rayos temporal (spatial light
modulator - SLM), con el que se puede realizar una máscara de
disparo ajustable de modo variable temporalmente.
El problema técnico indicado anteriormente se
resuelve según una segunda técnica de la presente invención por
medio de un litógrafo con las características de la reivindicación
15.
El modo de funcionamiento descrito anteriormente
de la presente invención, así como sus configuraciones ventajosas,
también se pueden emplear de un modo ventajoso en un microscopio de
escaneado, en particular en un microscopio confocal. En un
microscopio de este tipo, se explora o se observa la superficie que
se ha de examinar con un rayo de luz, y se mide la intensidad de luz
reflejada. Durante la exploración de la superficie se compone
entonces la imagen a partir de las intensidades medidas de la luz
reflejada. La superficie se explora en una retícula, tal y como se
ha descrito anteriormente.
En la presente invención, para ello, se dispone
en la trayectoria de los rayos del rayo reflejado, delante, o
preferentemente, por detrás del objetivo, un divisor de haz, para
conducir la radiación reflejada a un sensor óptico. Éste mide la
intensidad reflejada.
Con un microscopio de este tipo se soluciona el
problema técnico de observar o explorar una superficie del modo más
rápido posible y con un coste reducido. Éste está de acuerdo con el
problema técnico en el que se basan los litógrafos descritos
anteriormente. Las ventajas descritas anteriormente para los
litógrafos se consiguen igualmente en un microscopio de este
tipo.
A continuación se explica con más detalle la
invención a partir de ejemplos de realización referidos al dibujo
anexo. En el dibujo se muestra:
Fig. 1 un ejemplo de realización de un litógrafo
conforme a la invención,
Fig. 2 un ejemplo de realización de una máscara
de disparo y
Fig. 3 un microscopio conforme a la invención con
una construcción que se corresponde fundamentalmente con la
construcción del litógrafo representado en la Fig. 1.
La Fig. 1 muestra un ejemplo de realización de un
litógrafo 2 conforme a la invención para la fabricación de
hologramas digitales en un medio de almacenamiento 4 que está
dispuesto sobre un soporte 6. Una fuente de luz 8 para la generación
de un rayo de escritura 10 presenta preferentemente un láser o un
diodo láser, de manera que el rayo de escritura 10 está conformado
como rayo láser.
El litógrafo 2 presenta adicionalmente medios de
accionamiento para el movimiento unidimensional del rayo de
escritura 10 relativo al medio de almacenamiento 4, que están
conformados como espejo de escaneado 12 accionados de modo
galvánico, y por ejemplo desvían el rayo de escritura 10 en la
dirección perpendicular al plano del dibujo de la Fig. 1. El espejo
12 representa una disposición de espejo de escaneado en x. En lugar
del espejo de escaneado 12 galvánico, también se puede emplear un
espejo poligonal giratorio.
Adicionalmente, de modo óptimo está dispuesto un
ensanchador de rayos o bien un colimador 15 en la trayectoria de los
rayos por detrás del espejo de escaneado 12, para generar un rayo de
escritura 10 ensanchado.
Un primer objetivo 16 enfoca el rayo de escritura
10 en el medio de almacenamiento 4 que ha de ser escrito, de manera
que en el foco 17, dependiendo de la intensidad del haz del rayo de
escritura 10, se modifica o se mantiene de modo invariado la
característica óptica del medio de almacenamiento 4.
Según la invención, está prevista una máscara de
disparo 18 bidimensional, en la que se enfoca un rayo de exploración
22 desacoplado del rayo de escritura 10 por medio de un divisor de
haz con un segundo objetivo 24 en un foco 25.
El rayo de exploración 22 se genera por medio de
una segunda fuente de luz 26 que se acopla con un divisor de haz 28
en la trayectoria de los rayos del rayo de escritura 10 por delante
del espejo de escaneado 12. El rayo de exploración 22 presenta una
longitud de onda o polarización que difiere del rayo de escritura
10, de manera que el divisor de haz 28 está conformado como divisor
de haz dicroico o polarizante. El divisor de haz 20 está conformado
entonces, correspondientemente, de modo dicroico o polarizante, para
desacoplar el rayo de exploración 22 de la trayectoria común de los
rayos.
El rayo de exploración 22 es independiente de la
modulación de intensidad del rayo de escritura 10, de manera que
éste también se puede desconectar, es decir, se puede ajustar con
una intensidad igual a cero.
Por el contrario, también es posible desacoplar
el rayo de exploración 22 como rayo parcial del rayo de escritura,
sin que el rayo de exploración 22 haya de ser generado por una
fuente de luz separada. Los divisores de haz 20 y 28 están
conformados entonces como divisores de haz semitransparentes.
Los dos objetivos 16 y 24 presentan
respectivamente tres lentes de un sistema de lentes de enfoque. Sin
embargo, lo importante no es la configuración precisa de los
objetivos 16 y 24. Los objetivos 16 y 24, en este caso, pueden estar
conformados preferentemente de tal manera que sus desviaciones
angulares en la dirección x dependan entre ellas de modo lineal, por
medio de lo cual se produce un acoplamiento lineal entre los
movimientos de los focos 17 y 25.
Tal y como se deriva de la construcción de los
litógrafos 2 según la Fig. 1, los medios de accionamiento, es decir,
el espejo de escaneado 12, no sólo mueven el rayo de escritura 10,
sino también el rayo de exploración 22. Esto es así ya que el
divisor de haz 20 está dispuesto en la trayectoria de los rayos del
rayo de escritura 10 por detrás del espejo de escaneado 12. Con
ello, se mueve el rayo de exploración 22 de la misma manera de modo
unidimensional como el rayo de escritura 10, de manera que el rayo
de exploración 22 se mueve de modo relativo respecto a la superficie
de la máscara de disparo 18. De esto se desprende que el movimiento
del rayo de exploración 22 está acoplado con el movimiento del rayo
de escritura 10.
Adicionalmente está previsto un detector 30' o un
detector 30'', alternativa o adicionalmente, para el registro del
rayo de exploración 22 variado en la intensidad por medio de las
características ópticas de las líneas de disparo respectivas de la
máscara de disparo 18. Las dos posiciones diferentes están
representadas en la Fig. 1. El modo de funcionamiento de los
detectores 30' y 30'' es similar a como se explica más adelante con
más detalle.
Adicionalmente, están previstos medios de control
36 para la generación de una señal de disparo, unidos con los
detectores 30' y/o 30''. Para ello están previstas líneas 40 y 42
(representadas en la Fig. 1 en el punto A de modo discontinuo). De
modo correspondiente a las señales de los detectores se genera
entonces la señal de disparo temporal.
Adicionalmente, los medios de control 36 generan
una señal de control de intensidad que se transmite a través de una
línea no representada para el control de la intensidad del rayo de
escritura 10 a la fuente de luz 8. Los medios de control 36 están
conformados como ordenadores. Por medio de la señal de control de la
intensidad transmitida, el rayo de escritura 10 se modula
dependiendo de la posición del foco 25 del rayo de exploración 22 en
la máscara de disparo 18 que está acoplada con la posición del foco
17 del rayo de escritura 10 en el medio de almacenamiento 4.
Con otras palabras, el rayo de escritura 10 se
ajusta para una escritura de puntos del holograma con dos o más
valores de intensidad diferentes. En una escritura binaria, se
conmuta la intensidad entre dos valores diferentes, de uno al otro,
dependiendo de si se ha de escribir un punto o no. Del mismo modo,
es posible y tiene sentido una escritura de puntos de holograma con
una gradación de valores de gris.
Cuando, sin embargo, tal y como se ha descrito
anteriormente, el rayo de exploración 22 se desacopla como rayo
parcial del rayo de escritura 10, sin que se requiera una fuente de
luz separada, entonces, para el registro del foco 25 en la máscara
de disparo 18 es necesario, sin embargo, que el valor de de
intensidad más reducido, o el más reducido, del rayo de escritura
10, no sea igual a cero. Gracias a ello se garantiza que el rayo de
exploración 22 siempre presenta una intensidad mínima para una
generación de una señal de disparo.
Adicionalmente, en la construcción representada
en la Fig. 1 del litógrafo 2 se prefija una relación de transmisión
referida longitudinalmente entre el movimiento del rayo de escritura
10 sobre el medio de almacenamiento 4 del rayo de exploración 22 en
la máscara de disparo 18. Ésta se realiza por medio de diferentes
distancias focales de los dos objetivos 16 y 26. En caso de que, por
ejemplo, la distancia focal del primer objetivo 16 sea menor en un
factor 10 que la distancia focal del segundo objetivo 24, entonces
el movimiento del foco 25 del rayo de exploración 22 sobre la
máscara de disparo 18 es mayor en el mismo factor 10 que el
movimiento del foco 17 sobre la superficie del medio de
almacenamiento 4. En la Fig. 1, por razones de espacio, sólo está
representada una relación de distancias focales de aproximadamente
2. Esto pone de manifiesto, sin embargo, el hecho de que en la
presente configuración de la invención no es importante una relación
determinada.
Adicionalmente, el soporte 6 está unido con un
accionamiento 50 representado de modo esquemático, que desplaza paso
a paso el medio de almacenamiento entre dos líneas del holograma que
se han de escribir, respectivamente. La dirección del desplazamiento
está representada en la Fig. 1 con una flecha doble, y discurre en
el plano del dibujo de la Fig. 1 de modo horizontal. Gracias a ello
es posible una escritura de las líneas del holograma en un patrón
ortogonal. Además, el accionamiento también puede desplazar el
soporte 6 de modo continuado, de manera que las líneas se escriban
en un patrón no ortogonal cuando el medio de almacenamiento 4 se
mueva durante el escaneado con la ayuda de un espejo de escaneado
12.
Tal y como muestra la Fig. 2, la máscara de
disparo 18 presenta una pluralidad de líneas de disparo 44. Éstas
están dispuestas en un retículo ortogonal, y presentan
fundamentalmente las mismas distancias entre ellas. En general, las
líneas de disparo 44, sin embargo, pueden estar en una disposición
prefijada en la que las líneas de disparo mismas presentan una forma
que discurre de un modo cualquiera, es decir, también una forma
curvada, y presentan distancias que varían entre ellas. Esto es así
ya que la disposición de las líneas de disparo 44 reproduce la
retícula de puntos del holograma digital que se ha de escribir.
El rayo de exploración escanea las líneas de
disparo de modo transversal, preferentemente de modo perpendicular a
su transcurso, de manera similar a lo que sucede en el caso del
registro de un código de barras. Debido a la extensión longitudinal
de las líneas de disparo 44, debido a ello, no es importante un
ajuste preciso del rayo de exploración 22 a la máscara de disparo
18. Preferentemente, en el comienzo y/o en el final de las líneas de
disparo 44 pueden estar conformados en la dirección de escaneado
códigos especiales, que hacen posible que se puede generar a partir
del rayo sobre el que ha ejercido una influencia la máscara de
disparo una señal de comienzo y/o de final. Los códigos, en este
caso, pueden estar contenidos, por ejemplo, en líneas de disparo de
diferentes anchuras, de modo similar a lo que sucede en el caso de
un código de barras.
La máscara de disparo 18 puede presentar una
superficie con diferentes características de reflexión. Para ello,
está prevista una máscara de disparo 18 por un lado con una capa
reflectante. Del mismo modo, las diferentes características de
reflexión pueden estar conformadas como diferentes coloraciones del
material de la máscara de disparo. Del mismo modo, diferentes
características refractivas del material pueden provocar las
diferentes características de reflexión. Finalmente, la máscara de
disparo puede estar conformada como modulador de rayos espacial
(spatial light modulator - SLM). Gracias a ello se realiza de un
modo ventajoso una máscara de disparo que se puede modificar
temporalmente.
Adicionalmente, la máscara de disparo 18 puede
presentar una superficie con una estructura de la superficie
topográfica en la que se refleje de modo difrangente el rayo de
exploración 22.
Para las dos configuraciones de la máscara de
guiado de rayos, que refleja el rayo de exploración en la dirección
de vuelta a la fuente de luz 26, está previsto en la trayectoria de
los rayos del rayo de exploración 22, en la dirección del rayo,
antes del espejo de escaneado 12, un desacoplador de rayos 46. Éste
conduce el rayo de exploración 22 reflejado al detector 30'. Allí se
genera la señal de detección como señal de control para el medio de
control 36.
Adicionalmente, la máscara de disparo 18 puede
presentar una superficie con diferentes características de
transmisión. Con ello se deja pasar al rayo de exploración 22 en
diferentes grados. La parte que se deja pasar del rayo de
exploración 22 se enfoca con una óptica 48 en la superficie del
detector 30''. Allí se genera entonces la señal de control para el
medio de control 36 que se transmite a través de la línea 42.
También en este caso, el material de la máscara
de disparo 18 puede estar conformado de diferentes maneras. Las
diferentes características de transmisión se pueden generar por
medio de diferentes coloraciones del material que es transparente
como tal. La máscara de disparo 18, sin embargo, también puede estar
conformada en este caso como modulador espacial de rayos (spatial
light modulator - SLM). Gracias a ello se realiza de un modo
ventajoso una máscara de disparo transmisora modificable
temporalmente.
Los medios de control 36 para la generación de
una señal de disparo temporal presentan medios de ordenadores, que
están unidos con los detectores 30' y/o 30''. Éstos comparan la
señal registrada por los detectores con valores teóricos, de manera
que se genera la señal de control para el control de la
intensidad.
Los medios de control 36 se pueden emplear así
mismo para la generación de una señal de control de la intensidad.
Para ello, los medios de control 36 presentan medios de
almacenamiento en los que en las posiciones prefijadas a lo largo de
las huellas 44 están almacenados valores de intensidad que son
leídos y son empleados para el control de la intensidad de la fuente
de luz 8, respectivamente.
Otra característica de las configuraciones
descritas anteriormente del litógrafo viene dada por el hecho de que
la distancia entre el medio de almacenamiento 4 y el objetivo 16 en
la Fig. 1 se puede ajustar de modo variable. Ésta está indicada con
una flecha doble designada con la letra "Z". Para un ajuste de
la distancia en la dirección z, están previstos medios no
representados en las figuras. Éstos pueden ser cualquier tipo de
medios de ajuste lineales, que pueden ser accionados por medio de un
motor o de modo manual. Por medio de un ajuste de la distancia, se
puede disponer la posición del foco en el medio de almacenamiento 4
a diferentes profundidades, siendo igualmente posible un ajuste del
foco con medios de almacenamiento 4 de grosores diferentes.
Finalmente, se pueden inscribir al menos dos hologramas digitales en
diferentes planos del medio de almacenamiento 4, para generar los
denominados hologramas de varias capas.
En la Fig. 3 está representado un microscopio
conforme a la invención, que se corresponde en su construcción con
el litógrafo representado en la Fig. 1. Debido a ello, los mismos
símbolos de referencia designan las mismas piezas constructivas tal
y como han sido descritas conjuntamente con la Fig. 1, también
cuando, de modo individual, se usan otras designaciones, para
caracterizar la diferencia entre la escritura y la observación.
Adicionalmente a la construcción representada en
la Fig. 1, en la trayectoria de los rayos de la luz reflejada por la
superficie está dispuesto por detrás, es decir, por encima del
objetivo 16, un plano deflector 60. Éste se puede realizar por medio
de un espejo semitransparente o por un divisor de haz, y no ejerce
ninguna influencia, o sólo una influencia no significativa, sobre el
rayo de observación.
El plano deflector 60 desvía el rayo reflejado
lateralmente, en la Fig. 3 hacia la izquierda, de manera que éste
incide sobre un fotosensor 62 que mide la intensidad de la luz
reflejada.
Por medio de la modificación del rayo de
observación 10 de modo relativo al objeto 4 que se ha de examinar al
microscopio, se explora entonces la superficie, y se mide la
reflectividad punto por punto. Con ello, se puede componer una
imagen de la superficie examinada.
En caso de que ahora el rayo de luz emitido por
la fuente de luz 8, que se puede designar en el microscopio como
rayo de observación, se genere con una intensidad fundamentalmente
igual, entonces la intensidad medida del rayo reflejado es una
medida para la reflectividad de la superficie explorada.
Claims (32)
1. Procedimiento para la fabricación de
hologramas digitales en un medio de almacenamiento
- -
- en el que un rayo de escritura se mueve sobre el medio de almacenamiento de modo enfocado y unidimensional de manera relativa al medio de almacenamiento,
- -
- en el que un rayo de exploración se mueve de modo enfocado y unidimensional sobre una máscara de disparo que presenta una pluralidad de líneas de disparo de modo transversal a las líneas de disparo, en el que el movimiento del rayo de exploración está acoplado con el movimiento del rayo de escritura,
- -
- en el que durante la exploración de las líneas de disparo, dependiendo de la disposición de las líneas de disparo, se genera una señal de disparo temporal,
- -
- en el que con la ayuda de la señal de disparo temporal se regula la intensidad del rayo de escritura sobre el medio de almacenamiento, y
- -
- en el que el holograma se escribe línea a línea por medio de la introducción punto a punto de energía de radiación, en el que el medio de almacenamiento se desplaza de modo transversal a la dirección de escaneado de las líneas una distancia prefijada para una escritura de líneas contiguas del holograma.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que las líneas de disparo se disponen paralelas, preferentemente en
una retícula ortogonal.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
en el que con la ayuda de la información de disparo temporal y de
una información de intensidad adicional, se escribe el holograma
digital punto a punto en líneas sucesivas.
4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el
que la información de intensidad se genera de modo independiente de
la máscara de disparo.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que el medio de almacenamiento se
mantiene sin modificaciones respecto al rayo de escritura durante la
inscripción de una línea, y durante un cambio de línea del rayo de
escritura se mueve la distancia de una línea.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que el medio de almacenamiento se
desplaza de modo continuo durante la escritura.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que el rayo de exploración se mueve en
una relación de movimiento prefijada respecto al rayo de
escritura.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 7, en el que el rayo de exploración se enfoca
en una magnitud que se corresponde como máximo con la medida de las
líneas de disparo de la máscara de disparo.
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 8, en el que las líneas de disparo de la
máscara de disparo presentan una reflectividad diferente a la
superficie circundante lateral junto a las líneas de disparo, y en
el que a partir de la intensidad del rayo reflejado por la
superficie de la máscara de disparo se deriva la señal de
disparo.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 8, en el que las líneas de disparo de la
máscara de disparo presentan una característica de transmisión
diferente a la superficie circundante lateral junto a las líneas de
disparo, y en el que a partir de la intensidad del rayo transmitido
a través de la máscara de disparo se deriva la señal de disparo.
11. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 8, en el que las líneas de disparo de la
máscara de disparo presentan una estructura de superficie, por
ejemplo en forma de acanaladuras, y en el que a partir de la
intensidad del rayo difractado que se refleja en la superficie de la
máscara de disparo se deriva la señal de disparo.
12. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 8, en el que la máscara de disparo presenta
píxeles activos, y en el que la señal portadora temporal se genera
directamente por medio de los píxeles activos.
13. Procedimiento según la reivindicación 12, en
el que como máscara de disparo se usa un modulador de rayos
espacial.
14. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 13, en el que la distancia entre el objetivo y
el medio de almacenamiento para una escritura se ajusta a diferentes
profundidades dentro del medio de almacenamiento.
15. Litógrafo para la fabricación de hologramas
digitales en un medio de almacenamiento (4), en particular para la
realización de un procedimiento según una de las reivindicaciones 1
a 13,
- -
- con una fuente de luz (8) para la generación de un rayo de escritura (10),
- -
- con medios de accionamiento (12) para el movimiento unidimensional del rayo de escritura (10) de modo relativo al medio de almacenamiento (4) y
- -
- con un primer objetivo (16) para el enfoque del rayo de escritura (10) sobre el medio de almacenamiento que se ha de escribir (4),
caracterizado porque,
- -
- está prevista una máscara de disparo (18) que presenta una pluralidad de líneas de disparo,
- -
- porque están previstos medios (20) para la generación de un rayo de exploración (22),
- -
- porque está previsto un segundo objetivo (24) para el enfoque del rayo de exploración (22) sobre la máscara de disparo (18),
- -
- porque los medios de accionamiento (12) mueven el rayo de exploración (22) de modo relativo a la superficie de la máscara de disparo (18), en el que el movimiento del rayo de exploración (22) está acoplado con el movimiento del rayo de escritura (10),
- -
- porque está previsto un detector (30', 30'') para el registro del rayo de exploración variado en intensidad por medio de las características ópticas de las líneas de disparo (44),
- -
- porque están previstos medios de control (36) para la generación de una señal de disparo dependiendo de la señal del detector (30', 30'').
16. Litógrafo según la reivindicación 15,
caracterizado porque los medios de control (36) también están
previstos para una generación de una señal para el control de la
intensidad del rayo de escritura (10).
17. Litógrafo según la reivindicación 15 ó 16,
caracterizado porque,
- -
- los medios de accionamiento (12) están conformados como una disposición de espejos de escaneado x/y para el movimiento del rayo de escritura (10), y
- -
- porque los medios para la generación del rayo de exploración (22) presentan medios (20) para el desacoplado de una parte del rayo de escritura (10) como rayo de exploración (22) en la trayectoria de los rayos del rayo de escritura (10) por detrás de los medios de accionamiento (12).
18. Litógrafo según la reivindicación 17,
caracterizado porque los medios para la generación del rayo
de exploración (22)
- -
- presentan una segunda fuente de luz (26) para la generación de un rayo de exploración (22) con una longitud de onda o polarización que difiere de la del rayo de escritura (10), y
- -
- medios de acoplamiento (28) para el acoplamiento del rayo de exploración (22) en la trayectoria de los rayos del rayo de escritura (10) delante de los medios de accionamiento (12), y porque los medios (20) para el desacoplamiento desacoplan el rayo de exploración (22).
19. Litógrafo según una de las reivindicaciones
15 a 18, caracterizado porque están previstos medios (50)
para el movimiento del medio de almacenamiento (4) de modo relativo
al rayo de escritura (10).
20. Litógrafo según una de las reivindicaciones
15 a 19, caracterizado porque está prefijada una relación de
transmisión referida longitudinalmente entre el movimiento del rayo
de exploración (22) sobre la máscara de disparo (18) y del rayo de
escritura (10) sobre el medio de almacenamiento (4).
21. Litógrafo según la reivindicación 20,
caracterizado porque la distancia focal del segundo objetivo
(24) es mayor en un factor prefijado que la distancia focal del
primer objetivo (16).
22. Litógrafo según una de las reivindicaciones
15 a 21, caracterizado porque la máscara de disparo (18)
presenta una pluralidad de líneas de disparo (44).
23. Litógrafo según la reivindicación 22,
caracterizado porque las líneas de disparo (44) están
dispuestas en una retícula, en particular en una retícula
ortogonal.
24. Litógrafo según una de las reivindicaciones
15 a 23, caracterizado porque la máscara de disparo (18)
presenta una superficie con diferentes características de
reflexión.
25. Litógrafo según la reivindicación 24,
caracterizado porque la máscara de disparo (18) está
conformada como modulador espacial de rayos.
26. Litógrafo según una de las reivindicaciones
15 a 23, caracterizado porque la máscara de disparo (18)
presenta una superficie con una estructura topográfica de la
superficie en la que se refleja el rayo de exploración.
27. Litógrafo según una de las reivindicaciones
15 a 23, caracterizado porque la máscara de disparo (18)
presenta una superficie con diferentes características de
transmisión.
28. Litógrafo según la reivindicación 27,
caracterizado porque la máscara de disparo (18) está
conformada como un modulador espacial de rayos.
29. Litógrafo según la reivindicación 27 ó 28,
caracterizado porque está prevista una óptica de enfoque (48)
para el enfoque de la radiación transmitida sobre el detector
(30'').
30. Litógrafo según una de las reivindicaciones
15 a 29, caracterizado porque están previstos medios para el
ajuste de la distancia entre el medio de almacenamiento (4) y el
objetivo (16).
31. Microscopio para la exploración de un objeto
(4),
- -
- con una fuente de luz (8) para generar un rayo de exploración (10),
- -
- con medios de accionamiento (12) para el movimiento unidimensional del rayo de exploración (10) de modo relativo al objeto (4), y
- -
- con un primer objetivo (16) para el enfoque del rayo de exploración (10) sobre el objeto (4),
caracterizado
- -
- porque está prevista una máscara de disparo (18) que presenta una pluralidad de líneas de disparo,
- -
- porque están previstos medios (20) para la generación de un rayo de exploración (22),
- -
- porque está previsto un segundo objetivo (24) para el enfoque del rayo de exploración (22) sobre la máscara de disparo (18),
- -
- porque los medios de accionamiento (12) mueven el rayo de exploración (22) de modo relativo respecto a la superficie de la máscara de disparo (18), en el que el movimiento del rayo de exploración (22) está acoplado con el movimiento del rayo de exploración (10),
- -
- porque está previsto un detector (30', 30'') para el registro del rayo de exploración variado en intensidad por medio de las características ópticas de las líneas de disparo (44), y
- -
- porque están previstos medios de control (36) para la generación de una señal de disparo dependiendo de la señal del detector (30', 30'').
32. Microscopio según la reivindicación 31 con
una o varias características de las reivindicaciones 15 a 30.
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