JP3369757B2 - ホログラムの作製方法 - Google Patents
ホログラムの作製方法Info
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- JP3369757B2 JP3369757B2 JP26563394A JP26563394A JP3369757B2 JP 3369757 B2 JP3369757 B2 JP 3369757B2 JP 26563394 A JP26563394 A JP 26563394A JP 26563394 A JP26563394 A JP 26563394A JP 3369757 B2 JP3369757 B2 JP 3369757B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、加熱処理などの後工程
において、目的とする干渉パターンの傾斜角が通常の膨
張収縮による変化より大きく変わってしまうホログラム
の露光方法に関するものである。
において、目的とする干渉パターンの傾斜角が通常の膨
張収縮による変化より大きく変わってしまうホログラム
の露光方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術とその問題点】ホログラムは、感材の種類に
もよるが、露光、感材熱処理などの工程で膨張あるいは
収縮することが知られており、その程度もせいぜい数％
であるが、この程度の変化でも回折特性、とりわけ傾斜
角変化に伴って回折波長が大きく変化するので、この変
化量を見越して露光することが行われている。
もよるが、露光、感材熱処理などの工程で膨張あるいは
収縮することが知られており、その程度もせいぜい数％
であるが、この程度の変化でも回折特性、とりわけ傾斜
角変化に伴って回折波長が大きく変化するので、この変
化量を見越して露光することが行われている。
【０００３】ところが感材としてフォトポリマーを使用
したものなどを露光後に加熱処理を行うと、感材の膨張
・収縮率から推定できるよりも大きく傾斜角が変化して
しまい、所望の回折波長から大きくずれてしまうという
問題点があるという知見を得て本発明をなしたものであ
り、傾斜角の変化を抑制し、所望の回折波長で再生でき
るホログラムの露光方法を提供することを目的とする。
したものなどを露光後に加熱処理を行うと、感材の膨張
・収縮率から推定できるよりも大きく傾斜角が変化して
しまい、所望の回折波長から大きくずれてしまうという
問題点があるという知見を得て本発明をなしたものであ
り、傾斜角の変化を抑制し、所望の回折波長で再生でき
るホログラムの露光方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【問題点を解決するための手段】本発明は、露光により
記録した目的とする第１のホログラフィック干渉パター
ンの傾斜角が、後処理工程において下記の式を満足する
ように変化するときに、後処理前の前記第１のホログラ
フィック干渉パターンと傾斜角は同じであるが、格子間
隔が異なる第２のパターンを第１のパターンとともに多
重露光し、第２のホログラフィック干渉パターンの格子
間隔は第１のホログラフィック干渉パターンの格子間隔
より小さくなるように、さらにより好ましくは、第２の
ホログラフィック干渉パターンの格子間隔は第１のホロ
グラフィック干渉パターンの格子間隔の１／２倍より大
きく１倍より小さくするとよい。
記録した目的とする第１のホログラフィック干渉パター
ンの傾斜角が、後処理工程において下記の式を満足する
ように変化するときに、後処理前の前記第１のホログラ
フィック干渉パターンと傾斜角は同じであるが、格子間
隔が異なる第２のパターンを第１のパターンとともに多
重露光し、第２のホログラフィック干渉パターンの格子
間隔は第１のホログラフィック干渉パターンの格子間隔
より小さくなるように、さらにより好ましくは、第２の
ホログラフィック干渉パターンの格子間隔は第１のホロ
グラフィック干渉パターンの格子間隔の１／２倍より大
きく１倍より小さくするとよい。
【０００５】
式 ｜Δφ｜＞｜（ｓｉｎ２φ／２）×（Δｚ／ｚ）｜
ここで、φは逆格子ベクトルの方向で表した干渉パター
ンの傾斜角、Δφは干渉パターンの傾斜角の変化量、Δ
z/z は膨張収縮率を表す。
ンの傾斜角、Δφは干渉パターンの傾斜角の変化量、Δ
z/z は膨張収縮率を表す。
【０００６】
【作用】フォトポリマーなどの感材を加熱処理するとそ
の前後で回折特性が変化する現象があり、その原因の一
つに感材の膨張・収縮が知られているが、一般的に感材
の膨張収縮率は数％であるので、感材の膨張収縮に起因
する回折特性の変化は小さくほとんど支障にはならない
し、膨張収縮の分を考慮して露光することもできる。
の前後で回折特性が変化する現象があり、その原因の一
つに感材の膨張・収縮が知られているが、一般的に感材
の膨張収縮率は数％であるので、感材の膨張収縮に起因
する回折特性の変化は小さくほとんど支障にはならない
し、膨張収縮の分を考慮して露光することもできる。
【０００７】ところが、回折特性、特に傾斜角の変化に
よる回折波長の変化が後述する比較例に示すように感材
の膨張収縮から予想できるよりもずっと大きくなりうる
ことを本発明者らは見出した。その理由は以下のように
推定することができる。
よる回折波長の変化が後述する比較例に示すように感材
の膨張収縮から予想できるよりもずっと大きくなりうる
ことを本発明者らは見出した。その理由は以下のように
推定することができる。
【０００８】フォトポリマーをホログラム用の感材とす
る場合に、露光とこれに続く停止のための紫外線照射に
よって干渉パターンはフォトポリマーリッチ層とバイン
ダーリッチ層としてフォトポリマー感材中に記録され、
その後後処理工程として、回折効率を向上させるため
に、加熱処理をして、２層間の成分を拡散移動、屈折率
変調を増幅させることが行われている。
る場合に、露光とこれに続く停止のための紫外線照射に
よって干渉パターンはフォトポリマーリッチ層とバイン
ダーリッチ層としてフォトポリマー感材中に記録され、
その後後処理工程として、回折効率を向上させるため
に、加熱処理をして、２層間の成分を拡散移動、屈折率
変調を増幅させることが行われている。
【０００９】このとき加熱処理前のフォトポリマー感材
の屈折率変調が乱れのないサイン関数の形であり、２層
内の成分例えば未反応モノマーの拡散移動がその濃度勾
配だけによって起こるのであれば、加熱処理前の高屈折
率領域が加熱処理後も高屈折率領域となり、また低屈折
率領域は低屈折率のままであるが、現実には必ずしもそ
うなるとは限らない。
の屈折率変調が乱れのないサイン関数の形であり、２層
内の成分例えば未反応モノマーの拡散移動がその濃度勾
配だけによって起こるのであれば、加熱処理前の高屈折
率領域が加熱処理後も高屈折率領域となり、また低屈折
率領域は低屈折率のままであるが、現実には必ずしもそ
うなるとは限らない。
【００１０】なぜなら、ホログラフィック干渉パターン
は、露光時の振動等の影響による干渉パターンのゆらぎ
によって、加熱処理前にすでに屈折率変調の形がサイン
関数から外れている可能性があることや、加熱処理によ
って発生する、ガラスやＰＥＴなどの基板と感材との間
の熱膨張差に起因する感材中の内部歪みによって未反応
モノマーが本来定着すべき位置に落ち着かず、干渉パタ
ーンが加熱の前後で変化するからであり、この場合干渉
パターンの変化は主にその傾斜角の変化であり、この変
化によって回折特性が所望の波長からずれてしまう。
は、露光時の振動等の影響による干渉パターンのゆらぎ
によって、加熱処理前にすでに屈折率変調の形がサイン
関数から外れている可能性があることや、加熱処理によ
って発生する、ガラスやＰＥＴなどの基板と感材との間
の熱膨張差に起因する感材中の内部歪みによって未反応
モノマーが本来定着すべき位置に落ち着かず、干渉パタ
ーンが加熱の前後で変化するからであり、この場合干渉
パターンの変化は主にその傾斜角の変化であり、この変
化によって回折特性が所望の波長からずれてしまう。
【００１１】干渉パターンが加熱処理によって変化しな
いためには、加熱処理前の高屈折領域が加熱処理後にも
高屈折率領域になり、低屈折領域もそのまま低屈折率領
域としてとどまる必要がある。
いためには、加熱処理前の高屈折領域が加熱処理後にも
高屈折率領域になり、低屈折領域もそのまま低屈折率領
域としてとどまる必要がある。
【００１２】干渉パターンの変化は、フォトポリマー中
の成分、例えば未反応モノマーが移動して定着する位置
が、例えば感材の内部応力によって本来定着すべき位置
からずれてしまうために生ずると本発明者らは考えて、
未反応モノマーが移動できる距離が短い場合には、たと
え内部応力があったとしても、本来定着すべき位置から
のずれも小さいため、干渉パターンの変化も小さくなる
と予想した。
の成分、例えば未反応モノマーが移動して定着する位置
が、例えば感材の内部応力によって本来定着すべき位置
からずれてしまうために生ずると本発明者らは考えて、
未反応モノマーが移動できる距離が短い場合には、たと
え内部応力があったとしても、本来定着すべき位置から
のずれも小さいため、干渉パターンの変化も小さくなる
と予想した。
【００１３】未反応モノマーの移動はその濃度勾配によ
って生じ、濃度パターンは干渉パターンと同じであるか
ら、未反応モノマーの移動距離を短かくするには、干渉
パターンを細くすればよい。感材の膨張収縮から予想さ
れる範囲を越える回折特性の変化は、一般に格子間隔の
狭い反射型ホログラムに比較して、回折格子の間隔が広
い透過型ホログラムにおいてよく起こることからも前記
の予想が妥当であると思われる。
って生じ、濃度パターンは干渉パターンと同じであるか
ら、未反応モノマーの移動距離を短かくするには、干渉
パターンを細くすればよい。感材の膨張収縮から予想さ
れる範囲を越える回折特性の変化は、一般に格子間隔の
狭い反射型ホログラムに比較して、回折格子の間隔が広
い透過型ホログラムにおいてよく起こることからも前記
の予想が妥当であると思われる。
【００１４】このような知見に基づいて、加熱処理によ
る干渉パターンの傾斜角の変化を抑制するためには干渉
パターンの間隔を狭くすればよく、回折格子の広い透過
型ホログラムに対しては、傾斜角は同じであるが、間隔
が異なる別の第２の干渉パターンを第１のパターンとと
もに多重露光することによって、干渉パターンの間隔を
狭くすることができ、傾斜角の変化を抑制することがで
きることを見出したものであり、実施例に示すように効
果を確認することができた。
る干渉パターンの傾斜角の変化を抑制するためには干渉
パターンの間隔を狭くすればよく、回折格子の広い透過
型ホログラムに対しては、傾斜角は同じであるが、間隔
が異なる別の第２の干渉パターンを第１のパターンとと
もに多重露光することによって、干渉パターンの間隔を
狭くすることができ、傾斜角の変化を抑制することがで
きることを見出したものであり、実施例に示すように効
果を確認することができた。
【００１５】第２のホログラフィック干渉パターンの格
子間隔は、第１のホログラフィック干渉パターンの格子
間隔の１／２倍より大きく１倍より小さくすると、第２
のパターンが第１のパターンの格子間隔内に必ず１つか
２つ記録されることになるので好ましい。第２のホログ
ラフィック干渉パターンの格子間隔が第１のホログラフ
ィック干渉パターンの格子間隔の１倍より大きいと第１
のパターンの格子間隔内に第２のパターンが記録されな
い部分ができるが、これが２倍程度までであれば、ある
程度の効果を期待することができる。
子間隔は、第１のホログラフィック干渉パターンの格子
間隔の１／２倍より大きく１倍より小さくすると、第２
のパターンが第１のパターンの格子間隔内に必ず１つか
２つ記録されることになるので好ましい。第２のホログ
ラフィック干渉パターンの格子間隔が第１のホログラフ
ィック干渉パターンの格子間隔の１倍より大きいと第１
のパターンの格子間隔内に第２のパターンが記録されな
い部分ができるが、これが２倍程度までであれば、ある
程度の効果を期待することができる。
【００１６】なお、式の導出について、以下に説明す
る。図１において感材の厚み方向ｚにΔｚだけ膨張収縮
（Δｚは膨張の場合に正、収縮の場合に負）して回折格
子ＯＡがＯＣに変化したときに、ＡＢとＣＤは変わらな
い（等しい）から、△ＡＯＢと△ＣＯＤについて、次の
関係が成り立つ。 ｚ・ｔａｎ（φ−π／２）＝（ｚ＋Δｚ）ｔａｎ（φ＋Δφ−π／２）・・(1) ｚ・ｃｏｔφ＝（ｚ＋Δｚ）ｃｏｔ（φ＋Δφ）・・(2) （ｚ＋Δｚ）ｔａｎφ＝ｚ・ｔａｎ（φ＋Δφ）・・(3) ここで、加法定理により ｔａｎ（φ＋Δφ）＝（ｔａｎφ＋ｔａｎΔφ）／（１
−ｔａｎΔφ・ｔａｎφ） また、ｔａｎΔφ≒Δφと近似することができるので、
(3) 式から ｚ・ｔａｎφ＋Δｚ・ｔａｎφ−ｚ・Δφｔａｎ2 φ−Δｚ・Δφｔａｎ2 φ＝ ｚ・ｔａｎφ＋ｚΔφ・・・(4) なる関係を導くことができ、４式においてΔｚ・Δφは
０とみなすことができるので次式が成り立つ。 ｚ・Δφ（１＋ｔａｎ2 φ）≒Δｚ・ｔａｎφ・・(5) (5) 式を変形すると、 Δφ＝Δｚｔａｎφ／（ｚ・ｓｅｃ2 φ） ＝ｓｉｎφｃｏｓφΔｚ／ｚ ＝（ｓｉｎ２φ／２）・（Δｚ／ｚ）・・・(6) となり、膨張収縮による傾斜角の変化が導出される。
る。図１において感材の厚み方向ｚにΔｚだけ膨張収縮
（Δｚは膨張の場合に正、収縮の場合に負）して回折格
子ＯＡがＯＣに変化したときに、ＡＢとＣＤは変わらな
い（等しい）から、△ＡＯＢと△ＣＯＤについて、次の
関係が成り立つ。 ｚ・ｔａｎ（φ−π／２）＝（ｚ＋Δｚ）ｔａｎ（φ＋Δφ−π／２）・・(1) ｚ・ｃｏｔφ＝（ｚ＋Δｚ）ｃｏｔ（φ＋Δφ）・・(2) （ｚ＋Δｚ）ｔａｎφ＝ｚ・ｔａｎ（φ＋Δφ）・・(3) ここで、加法定理により ｔａｎ（φ＋Δφ）＝（ｔａｎφ＋ｔａｎΔφ）／（１
−ｔａｎΔφ・ｔａｎφ） また、ｔａｎΔφ≒Δφと近似することができるので、
(3) 式から ｚ・ｔａｎφ＋Δｚ・ｔａｎφ−ｚ・Δφｔａｎ2 φ−Δｚ・Δφｔａｎ2 φ＝ ｚ・ｔａｎφ＋ｚΔφ・・・(4) なる関係を導くことができ、４式においてΔｚ・Δφは
０とみなすことができるので次式が成り立つ。 ｚ・Δφ（１＋ｔａｎ2 φ）≒Δｚ・ｔａｎφ・・(5) (5) 式を変形すると、 Δφ＝Δｚｔａｎφ／（ｚ・ｓｅｃ2 φ） ＝ｓｉｎφｃｏｓφΔｚ／ｚ ＝（ｓｉｎ２φ／２）・（Δｚ／ｚ）・・・(6) となり、膨張収縮による傾斜角の変化が導出される。
【００１７】
【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明を詳細に
説明する。図１は感材の一部のみを示した本発明を説明
するための要部概略図、図２は感材に入射するレーザー
光と感材中に形成される回折格子を示す要部概略図であ
る。
説明する。図１は感材の一部のみを示した本発明を説明
するための要部概略図、図２は感材に入射するレーザー
光と感材中に形成される回折格子を示す要部概略図であ
る。
【００１８】再生条件を、感材中の再生光源による入射
角を２５．４°、回折角を２，０°、回折波長を５４
５．０ｎｍとする車両用の表示器などとして好適な透過
型ホログラムを作製する方法を従来方法と比較して本発
明を例示する。
角を２５．４°、回折角を２，０°、回折波長を５４
５．０ｎｍとする車両用の表示器などとして好適な透過
型ホログラムを作製する方法を従来方法と比較して本発
明を例示する。
【００１９】比較例
厚さ３ｍｍのガラス基板に感材１としてデュポン社製の
フォトポリマー（ＯｍｎｉＤｅｘ−３５２）を積層し
て、５２８．０ｎｍのアルゴンレーザーを用いて、２方
向から入射角α11、β11をそれぞれ３．６°と３９．３
°とし感材に照射すると、感材へ屈折して入射されそれ
ぞれの入射角γ11とδ11は２５．０°、２．４°とな
り、多数の回折格子からなる第１のパターンが形成され
る。
フォトポリマー（ＯｍｎｉＤｅｘ−３５２）を積層し
て、５２８．０ｎｍのアルゴンレーザーを用いて、２方
向から入射角α11、β11をそれぞれ３．６°と３９．３
°とし感材に照射すると、感材へ屈折して入射されそれ
ぞれの入射角γ11とδ11は２５．０°、２．４°とな
り、多数の回折格子からなる第１のパターンが形成され
る。
【００２０】このようにして得られたホログラムに紫外
線を１００ｍＪ／ｃｍ2 照射して、回折特性を評価し、
次いで加熱処理（１００°Ｃ、１時間）を施し、再度回
折特性を評価した。
線を１００ｍＪ／ｃｍ2 照射して、回折特性を評価し、
次いで加熱処理（１００°Ｃ、１時間）を施し、再度回
折特性を評価した。
【００２１】回折格子の回折特性の評価は、まず参照光
側（図２の空気中から感材への入射角β11に相当）から
変角分光光度計により、測定光の波長を変えながら入射
させて、回折角を測定したところ、加熱処理前と加熱処
理後の回折特性は以下に示すような結果が得られた。 （１）加熱処理前の再生特性 感材中の入射角；２５．４°（空気中から感材への入射
角４０．０°）、感材中の回折角；２．０°（感材から
空気中への回折角−３．０°）、回折波長；５４５．０
ｎｍ、このときの傾斜角φは（２５．４°＋２．０°＋
１８０°）／２であるので、１０３．７°である。 （２）加熱処理後の再生特性 感材中の入射角；２５．１°（空気中から感材への入射
角３９．５°）、感材中の回折角；−１．８°（感材か
ら空気中への回折角−２．７°）、回折波長；６３０．
５ｎｍ、このときの傾斜角φは（２５．１°−１．８°
＋１８０°）／２であるので、１０１．７°であり、傾
斜角の変化量Δφは１０１．７°−１０３．７°＝−
２．０°（−は図１において回折格子０Ｅが回折格子Ｏ
Ａより下側にあるということを表す）となる。
側（図２の空気中から感材への入射角β11に相当）から
変角分光光度計により、測定光の波長を変えながら入射
させて、回折角を測定したところ、加熱処理前と加熱処
理後の回折特性は以下に示すような結果が得られた。 （１）加熱処理前の再生特性 感材中の入射角；２５．４°（空気中から感材への入射
角４０．０°）、感材中の回折角；２．０°（感材から
空気中への回折角−３．０°）、回折波長；５４５．０
ｎｍ、このときの傾斜角φは（２５．４°＋２．０°＋
１８０°）／２であるので、１０３．７°である。 （２）加熱処理後の再生特性 感材中の入射角；２５．１°（空気中から感材への入射
角３９．５°）、感材中の回折角；−１．８°（感材か
ら空気中への回折角−２．７°）、回折波長；６３０．
５ｎｍ、このときの傾斜角φは（２５．１°−１．８°
＋１８０°）／２であるので、１０１．７°であり、傾
斜角の変化量Δφは１０１．７°−１０３．７°＝−
２．０°（−は図１において回折格子０Ｅが回折格子Ｏ
Ａより下側にあるということを表す）となる。
【００２２】一方、ホログラフィック干渉パターンの傾
斜角変化に伴う回折波長λの変化量 Δλはブラッグの条件式から導出することができ、その
結果は Δλ＝Δφ・２ｎΛｃｏｓ（２φ−θ）／ｓｉｎφ・・・(7) となる。ここでｎはフォトポリマー感材の屈折率（１．
５）、Λは干渉パターンの間隔（格子間隔）、θはレー
ザー光の入射角（ｒａｄ）、である。干渉パターンの間
隔Λは、ブラッグの条件式からｃｏｓ（φ−θ）＝Ｋ／
２β（Ｋ＝２π／Λ；逆格子ベクトルの大きさ、β＝２
πｎ／λ；入射光の波数）から８９５．９ｎｍとなり、
これとΔφ＝−２．０を７式に代入すると、回折波長変
化Δλは９６．５ｎｍとなり、回折格子の傾斜角変化Δ
φ（−２．０）によって５４５．０＋９６．５＝６４
１．５°となり、この結果は加熱処理後の実測回折波長
６３０．５ｎｍとよく一致しており、回折波長の大きな
変化が干渉パターンの傾斜角のわずかな変化によって生
じたことが裏付けられた。
斜角変化に伴う回折波長λの変化量 Δλはブラッグの条件式から導出することができ、その
結果は Δλ＝Δφ・２ｎΛｃｏｓ（２φ−θ）／ｓｉｎφ・・・(7) となる。ここでｎはフォトポリマー感材の屈折率（１．
５）、Λは干渉パターンの間隔（格子間隔）、θはレー
ザー光の入射角（ｒａｄ）、である。干渉パターンの間
隔Λは、ブラッグの条件式からｃｏｓ（φ−θ）＝Ｋ／
２β（Ｋ＝２π／Λ；逆格子ベクトルの大きさ、β＝２
πｎ／λ；入射光の波数）から８９５．９ｎｍとなり、
これとΔφ＝−２．０を７式に代入すると、回折波長変
化Δλは９６．５ｎｍとなり、回折格子の傾斜角変化Δ
φ（−２．０）によって５４５．０＋９６．５＝６４
１．５°となり、この結果は加熱処理後の実測回折波長
６３０．５ｎｍとよく一致しており、回折波長の大きな
変化が干渉パターンの傾斜角のわずかな変化によって生
じたことが裏付けられた。
【００２３】なお、ホログラフィック干渉パターンの傾
斜角の変化は、感材の厚み方向の膨張収縮によっておこ
ることが一般に知られており、フォトポリマー感材がそ
の厚み方向（図１におけるｚ方向）にΔｚだけ膨張収縮
する場合、その膨張収縮率Δｚ／ｚだけによって生ずる
ホログラフィック干渉パターンの傾斜角の変化量Δφは
図１から明らかなようにΔφ＝（ｓｉｎ２φ／２）・
（Δｚ／ｚ）で表示することができ、フォトポリマー感
材の一般的な膨張収縮率Δｚ／ｚは−２％（収縮）程度
であるので、加熱処理前の干渉パターンの傾斜角φ＝１
０３．７°を代入して得られるフォトポリマー感材の収
縮にともなう傾斜角の変化量Δφは０．２６°、前記の
加熱処理前後の干渉パターンの傾斜角変化の実測値２．
１°をその絶対値で比較すれば、干渉パターンの傾斜角
変化は、感材の膨張収縮作用だけから予想できる変化よ
りずっと大きく、式｜Δφ｜＞｜（ｓｉｎ２φ／２）×
（Δｚ／ｚ）を満足することがわかる。
斜角の変化は、感材の厚み方向の膨張収縮によっておこ
ることが一般に知られており、フォトポリマー感材がそ
の厚み方向（図１におけるｚ方向）にΔｚだけ膨張収縮
する場合、その膨張収縮率Δｚ／ｚだけによって生ずる
ホログラフィック干渉パターンの傾斜角の変化量Δφは
図１から明らかなようにΔφ＝（ｓｉｎ２φ／２）・
（Δｚ／ｚ）で表示することができ、フォトポリマー感
材の一般的な膨張収縮率Δｚ／ｚは−２％（収縮）程度
であるので、加熱処理前の干渉パターンの傾斜角φ＝１
０３．７°を代入して得られるフォトポリマー感材の収
縮にともなう傾斜角の変化量Δφは０．２６°、前記の
加熱処理前後の干渉パターンの傾斜角変化の実測値２．
１°をその絶対値で比較すれば、干渉パターンの傾斜角
変化は、感材の膨張収縮作用だけから予想できる変化よ
りずっと大きく、式｜Δφ｜＞｜（ｓｉｎ２φ／２）×
（Δｚ／ｚ）を満足することがわかる。
【００２４】実施例
比較例と同様に、厚さ３ｍｍのガラス基板に感材１とし
てデュポン社製のフォトポリマー（ＯｍｎｉＤｅｘ−３
５２）を積層して、５２８．０ｎｍのアルゴンレーザー
を用いて、２方向から、空気中での入射角α11、β11を
それぞれ３．６°と３９．３°とし感材に照射して、感
材へ屈折して入射されそれぞれの入射角γ11とδ11は
２．４°、２５．０°となり、多数の格子Ｏ11Ａ11、Ｏ
12Ａ12・・・・からなる第１のパターンを形成したあ
と、加熱処理を行う前に、同じ光学系により、お互いの
位置を変えず、すなわち２方向から、空気中での入射角
α22、β22をそれぞれ３．６°と３９．３°としアルゴ
ンレーザー発振器の発振周波数だけを５１４．５ｎｍに
変えて、感材に照射して、感材へ屈折して入射されそれ
ぞれの入射角γ22とδ22は２．４°、２５．４°とな
り、多数の格子Ｏ21Ａ21、Ｏ22Ａ22・・・・から成る第
２のホログラフィック干渉パターンを多重露光した。
てデュポン社製のフォトポリマー（ＯｍｎｉＤｅｘ−３
５２）を積層して、５２８．０ｎｍのアルゴンレーザー
を用いて、２方向から、空気中での入射角α11、β11を
それぞれ３．６°と３９．３°とし感材に照射して、感
材へ屈折して入射されそれぞれの入射角γ11とδ11は
２．４°、２５．０°となり、多数の格子Ｏ11Ａ11、Ｏ
12Ａ12・・・・からなる第１のパターンを形成したあ
と、加熱処理を行う前に、同じ光学系により、お互いの
位置を変えず、すなわち２方向から、空気中での入射角
α22、β22をそれぞれ３．６°と３９．３°としアルゴ
ンレーザー発振器の発振周波数だけを５１４．５ｎｍに
変えて、感材に照射して、感材へ屈折して入射されそれ
ぞれの入射角γ22とδ22は２．４°、２５．４°とな
り、多数の格子Ｏ21Ａ21、Ｏ22Ａ22・・・・から成る第
２のホログラフィック干渉パターンを多重露光した。
【００２５】次いで、このようにして得られたホログラ
ムに紫外線を１００ｍＪ／ｃｍ2 照射して停止処理を
し、その後１００°Ｃ、１時間加熱処理をして再生特性
を、比較例と同様にまず参照光側（図２の空気中から感
材への入射角β11、β22に相当）から変角分光光度計に
より、測定光の波長を少しずつ変えながら入射させて、
回折角を測定したところ、加熱処理前と加熱処理後の回
折特性は以下に示すような結果が得られた。
ムに紫外線を１００ｍＪ／ｃｍ2 照射して停止処理を
し、その後１００°Ｃ、１時間加熱処理をして再生特性
を、比較例と同様にまず参照光側（図２の空気中から感
材への入射角β11、β22に相当）から変角分光光度計に
より、測定光の波長を少しずつ変えながら入射させて、
回折角を測定したところ、加熱処理前と加熱処理後の回
折特性は以下に示すような結果が得られた。
【００２６】１）５２８．０ｎｍのレーザー光で形成さ
れた第１の干渉パターンＯ11Ｆ11、Ｏ12Ｆ12・・・につ
いて、 （１）加熱処理前の再生特性 感材中の入射角；２５．４°（空気中から感材への入射
角４０．０°）、感材中の回折角；２．０°（感材から
空気中への回折角３．０°）、回折波長；５４５．０ｎ
ｍ、このときの傾斜角φは１０３．７°である。 （２）加熱処理後の再生特性 感材中の入射角；２５．４°（空気中から感材への入射
角４０．０°）、感材中の回折角；＋１．６°（感材か
ら空気中への回折角２．４°）、回折波長；５４９．０
ｎｍ、このときの傾斜角φは（２５．４°＋１．６°＋
１８０°）／２であるので、１０３．５°であり、傾斜
角の変化量Δφは１０３．５°−１０３．７°＝−０．
２°（−は図１において回折格子０Ｅが回折格子ＯＡよ
り下側にあるということを表す）となり、ほぼ目的とす
る回折波長を得ることができた。
れた第１の干渉パターンＯ11Ｆ11、Ｏ12Ｆ12・・・につ
いて、 （１）加熱処理前の再生特性 感材中の入射角；２５．４°（空気中から感材への入射
角４０．０°）、感材中の回折角；２．０°（感材から
空気中への回折角３．０°）、回折波長；５４５．０ｎ
ｍ、このときの傾斜角φは１０３．７°である。 （２）加熱処理後の再生特性 感材中の入射角；２５．４°（空気中から感材への入射
角４０．０°）、感材中の回折角；＋１．６°（感材か
ら空気中への回折角２．４°）、回折波長；５４９．０
ｎｍ、このときの傾斜角φは（２５．４°＋１．６°＋
１８０°）／２であるので、１０３．５°であり、傾斜
角の変化量Δφは１０３．５°−１０３．７°＝−０．
２°（−は図１において回折格子０Ｅが回折格子ＯＡよ
り下側にあるということを表す）となり、ほぼ目的とす
る回折波長を得ることができた。
【００２７】２）５１４．５ｎｍのレーザー光で形成さ
れた第２の干渉パターンＯ21Ｆ21、Ｏ22Ｆ22・・・・に
ついて、 （１）加熱処理前の再生特性 感材中の入射角；２５．４°（空気中から感材への入射
角４０．０°）、感材中の回折角；２．０°（感材から
空気中への回折角３．０°）、回折波長；５３１．０ｎ
ｍ、このときの傾斜角φは１０３．７°である。 （２）加熱処理後の再生特性 感材中の入射角；２５．４°（空気中から感材への入射
角４０．０°）、感材中の回折角；＋１．６°（感材か
ら空気中への回折角２．４°）、回折波長；５３５．０
ｎｍ、このときの傾斜角φは（２５．４°＋１．６°＋
１８０°）／２であるので、１０３．５°であり、傾斜
角の変化量Δφは１０３．５°−１０３．７°＝−０．
２°（−は図１において回折格子０Ｅが回折格子ＯＡよ
り下側にあるということを表す）となり、この場合にも
ほぼ目的とする回折波長を得ることができた。
れた第２の干渉パターンＯ21Ｆ21、Ｏ22Ｆ22・・・・に
ついて、 （１）加熱処理前の再生特性 感材中の入射角；２５．４°（空気中から感材への入射
角４０．０°）、感材中の回折角；２．０°（感材から
空気中への回折角３．０°）、回折波長；５３１．０ｎ
ｍ、このときの傾斜角φは１０３．７°である。 （２）加熱処理後の再生特性 感材中の入射角；２５．４°（空気中から感材への入射
角４０．０°）、感材中の回折角；＋１．６°（感材か
ら空気中への回折角２．４°）、回折波長；５３５．０
ｎｍ、このときの傾斜角φは（２５．４°＋１．６°＋
１８０°）／２であるので、１０３．５°であり、傾斜
角の変化量Δφは１０３．５°−１０３．７°＝−０．
２°（−は図１において回折格子０Ｅが回折格子ＯＡよ
り下側にあるということを表す）となり、この場合にも
ほぼ目的とする回折波長を得ることができた。
【００２８】従って、再生するときに、５４５ｎｍの波
長近傍の光源で再生すると、回折格子Ｏ11Ｆ11、Ｏ12Ｆ
12・・・および回折格子Ｏ21Ｆ21、Ｏ22Ｆ22・・・によ
って、回折角は同じに、ほぼ回折波長が５４５ｎｍに近
い波長で回折されるものである。
長近傍の光源で再生すると、回折格子Ｏ11Ｆ11、Ｏ12Ｆ
12・・・および回折格子Ｏ21Ｆ21、Ｏ22Ｆ22・・・によ
って、回折角は同じに、ほぼ回折波長が５４５ｎｍに近
い波長で回折されるものである。
【００２９】以上、好適な実施例により説明したが、本
発明はこれらに限定されるものではなく、種々の応用が
可能である。露光により記録した第１のホログラフィッ
ク干渉パターンの傾斜角が、膨張収縮によって変化する
と予想される傾斜角の変化より大きく変化する要因とな
る後処理工程は、加熱処理の場合で説明したが、その他
感光材料によっては現像処理、停止処理などによって変
化することもありうる。
発明はこれらに限定されるものではなく、種々の応用が
可能である。露光により記録した第１のホログラフィッ
ク干渉パターンの傾斜角が、膨張収縮によって変化する
と予想される傾斜角の変化より大きく変化する要因とな
る後処理工程は、加熱処理の場合で説明したが、その他
感光材料によっては現像処理、停止処理などによって変
化することもありうる。
【００３０】実施例、比較例では透過型ホログラムにつ
いて、説明したが、これは、回折格子の間隔が反射型ホ
ログラムに比較して広いから、より効果的であるが、間
隔の狭い反射型ホログラムにも応用することができる。
いて、説明したが、これは、回折格子の間隔が反射型ホ
ログラムに比較して広いから、より効果的であるが、間
隔の狭い反射型ホログラムにも応用することができる。
【００３１】
【発明の効果】本発明の方法によれば、感材としてフォ
トポリマーを使用したものなどを露光後に加熱処理など
の後処理工程を行うと、感材の膨張・収縮率から推定で
きるよりも大きく傾斜角が変化してしまい、所望の回折
波長から大きくずれてしまう場合に、傾斜角の変化を抑
制し、所望の回折波長で再生できるホログラムを作製す
ることができる。
トポリマーを使用したものなどを露光後に加熱処理など
の後処理工程を行うと、感材の膨張・収縮率から推定で
きるよりも大きく傾斜角が変化してしまい、所望の回折
波長から大きくずれてしまう場合に、傾斜角の変化を抑
制し、所望の回折波長で再生できるホログラムを作製す
ることができる。
【図１】感材の一部のみを示した本発明を説明するため
の要部概略図である。
の要部概略図である。
【図２】本発明における、感材に入射するレーザー光と
感材中に形成される回折格子を示す要部概略図である。
感材中に形成される回折格子を示す要部概略図である。
１ 感材
Ｏ11Ａ11、Ｏ12Ａ12・・・・第１のパターン（加熱処理
前） Ｏ21Ａ21、Ｏ22Ａ22・・・・第２のパターン（加熱処理
前） Ｏ11Ｆ11、Ｏ12Ｆ12・・・・第１のパターン（加熱処理
後） Ｏ21Ｆ21、Ｏ22Ｆ22・・・・第２のパターン（加熱処理
後）
前） Ｏ21Ａ21、Ｏ22Ａ22・・・・第２のパターン（加熱処理
前） Ｏ11Ｆ11、Ｏ12Ｆ12・・・・第１のパターン（加熱処理
後） Ｏ21Ｆ21、Ｏ22Ｆ22・・・・第２のパターン（加熱処理
後）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭58−80684（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−167924（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−274086（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−4015（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G03H 1/26
Claims (2)
- 【請求項１】露光により記録した第１のホログラフィッ
ク干渉パターンの傾斜角が、後処理工程において下記の
式を満足するように変化するときに、後処理前の前記第
１のホログラフィック干渉パターンと傾斜角は同じであ
るが、格子間隔が異なる別の第２のパターンを第１のパ
ターンとともに多重露光するようにし、第２のホログラ
フィック干渉パターンの格子間隔は第１のホログラフィ
ック干渉パターンの格子間隔より小さくなるようにした
ことを特徴とするホログラムの作製方法。 式 ｜Δφ｜＞｜（ｓｉｎ２φ／２）×（Δｚ／ｚ）｜ ここで、φは逆格子ベクトルの方向で表した干渉パター
ンの傾斜角、Δφは干渉パターンの傾斜角の変化量、Δ
z/z は膨張収縮率を表す。 - 【請求項２】第２のホログラフィック干渉パターンの格
子間隔は第１のホログラフィック干渉パターンの格子間
隔の１／２倍より大きく１倍より小さくしたことを特徴
とする請求項１記載のホログラムの作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26563394A JP3369757B2 (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | ホログラムの作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26563394A JP3369757B2 (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | ホログラムの作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08123308A JPH08123308A (ja) | 1996-05-17 |
| JP3369757B2 true JP3369757B2 (ja) | 2003-01-20 |
Family
ID=17419852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26563394A Expired - Fee Related JP3369757B2 (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | ホログラムの作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3369757B2 (ja) |
-
1994
- 1994-10-28 JP JP26563394A patent/JP3369757B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08123308A (ja) | 1996-05-17 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |