JP5561466B2 - Method for producing holographic optical element - Google Patents

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Description

本発明は、ホログラフィック光学素子の作製方法及びそれにより作製されたホログラフィック光学素子に関し、特に、光分離及び光合成用ホログラフィック光学素子の作製方法に関するものである。
The present invention relates to a manufacturing method and a holographic optical element fabricated by its holographic optical element, and in particular relates to optical separation and manufacturing how photosynthesis for holographic optical element.

近年、光源としてレーザー及びLEDを用いた映像表示装置や光学素子が開発されているが、ホログラムは特定波長の光を特定方向へ回折する機能を有するため、上記レーザーやLEDといった狭帯域波長光源に対して光利用効率が高く、また、装置の小型化やレンズ機能、ディフューザー機能の付与等を可能にする。また、ホログラムは光分離及び光合成素子としても知られており、例えば特許文献1にて提案されている。   In recent years, image display devices and optical elements using lasers and LEDs as light sources have been developed. However, since holograms have a function of diffracting light of a specific wavelength in a specific direction, they can be used as narrow-band wavelength light sources such as lasers and LEDs. On the other hand, the light use efficiency is high, and it is possible to reduce the size of the apparatus and to add a lens function and a diffuser function. Holograms are also known as light separation and light synthesis elements, and have been proposed in Patent Document 1, for example.

特開昭60−76705号公報JP 60-76705 A 特開平6−309691号公報JP-A-6-309691 特開平6−301322号公報JP-A-6-301322

上記のような光分離及び光合成素子をホログラムとして作製する場合、少なくとも3本以上の光を用いて露光する必要がある。例えば3本の光を用いて反射型の光分離(合成)素子を作製する場合において、3本の光をそれぞれA1,B1,C1とし、図9に示すように、目的のホログラムH1がA1とB1、A1とC1の対により生成される反射型ホログラムH1である場合、A1,B1及びC1を同時に感材に入射すると上記組み合わせ以外にB1とC1の対により透過型ホログラムが生成され、これによりホログラム再生時の反射型ホログラムのみかけの回折効率が大幅に低下することとなる。   When the above-described light separating and synthesizing element is manufactured as a hologram, it is necessary to perform exposure using at least three or more lights. For example, in the case of manufacturing a reflection type light separating (combining) element using three lights, the three lights are A1, B1, and C1, respectively. As shown in FIG. 9, the target hologram H1 is A1. In the case of a reflection type hologram H1 generated by a pair of B1, A1 and C1, when A1, B1 and C1 are simultaneously incident on the photosensitive material, a transmission type hologram is generated by a pair of B1 and C1 in addition to the above combination. The apparent diffraction efficiency at the time of reproducing the hologram is greatly reduced.

また、透過型の光分離(合成)素子を作製する場合においても、図10に示すように、3本をそれぞれA2,B2,C2とし、目的のホログラムH2がA2とB2、A2と2Cの対により生成される透過型ホログラムH2である場合、A2,B2及びC2を同時に感材に入射すると上記組み合わせ以外にB2とC2の対により不要な透過型ホログラムが記録され、本来の設計方向への回折効率が大幅に低下してしまう。   Also in the case of fabricating a transmission type light separating (synthesizing) element, as shown in FIG. 10, the three are A2, B2, and C2, respectively, and the target hologram H2 is a pair of A2 and B2, and A2 and 2C. In the case of the transmission hologram H2 generated by the above, when A2, B2 and C2 are simultaneously incident on the photosensitive material, an unnecessary transmission hologram is recorded by a pair of B2 and C2 in addition to the above combination, and is diffracted in the original design direction. Efficiency is greatly reduced.

これを防止するために、各2つの光の対を順次露光することで不要な透過型ホログラムの生成を抑える技術が特許文献2にて示されているが、順次露光では各光の回折効率を所望の値に制御する場合には、材料の調整、撮影条件の最適化が困難であった。   In order to prevent this, a technique for suppressing the generation of unnecessary transmission holograms by sequentially exposing each pair of two lights is disclosed in Patent Document 2, but the diffraction efficiency of each light is reduced in sequential exposure. In the case of controlling to a desired value, it is difficult to adjust materials and optimize photographing conditions.

本発明は、従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ホログラフィック光学素子を小型の光学系で極めて安定的に効率よく作製できるホログラフィック光学素子の作製方法を提供することである。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and an object of the present invention is to produce a holographic optical element capable of producing a holographic optical element extremely stably and efficiently with a small optical system. Is to provide the law .

上記目的を達成する本発明のホログラフィック光学素子作製方法は、1本の光を少なくとも2本に分離又は少なくとも2本の光を1本に合成するホログラフィック光学素子の作製方法において、ホログラム記録用感光材料の両側に第1透過型ホログラムと第2透過型ホログラムをそれぞれ配置し、前記第1透過型ホログラムに第1レーザー光照射器が照射した第1レーザー光を入射し、前記第1レーザー光が前記第1透過型ホログラムを透過した透過光と前記第1レーザー光が前記第1透過型ホログラムにより回折した一次回折光により前記ホログラム記録用感光材料内に干渉縞を形成すると共に、前記第2透過型ホログラムに第2レーザー光照射器が照射した第1レーザー光と同一波長の第2レーザー光を入射し、前記第2レーザー光が前記第2透過型ホログラムを透過した透過光と前記第2レーザー光が前記第2透過型ホログラムにより回折した一次回折光により前記ホログラム記録用感光材料内に干渉縞を形成することによりホログラフィック光学素子を作製することを特徴とする。   The holographic optical element manufacturing method of the present invention that achieves the above object is a method for manufacturing a holographic optical element that separates at least two lights or synthesizes at least two lights into one. A first transmission hologram and a second transmission hologram are arranged on both sides of the photosensitive material, respectively, and the first laser beam irradiated by the first laser beam irradiator is incident on the first transmission hologram, and the first laser beam is incident on the first transmission hologram. Forms a fringe pattern in the hologram recording photosensitive material by the transmitted light transmitted through the first transmission hologram and the first-order diffracted light obtained by diffracting the first laser beam by the first transmission hologram. A second laser beam having the same wavelength as that of the first laser beam irradiated by the second laser beam irradiator is incident on the transmission hologram, and the second laser beam is reflected in front. A holographic optical element is formed by forming interference fringes in the photosensitive material for hologram recording by the transmitted light transmitted through the second transmission hologram and the first-order diffracted light obtained by diffracting the second laser light by the second transmission hologram. It is characterized by producing.

また、前記第1透過型ホログラムを透過した透過光又は前記第1透過型ホログラムにより回折した一次回折光のいずれか一方と前記第2透過型ホログラムを透過した透過光又は前記第2透過型ホログラムにより回折した一次回折光は、互いが180度の角をなすことを特徴とする。 Further, either the transmitted light transmitted through the first transmission hologram or the first-order diffracted light diffracted by the first transmission hologram and the transmitted light transmitted through the second transmission hologram or the second transmission hologram The diffracted first-order diffracted lights are characterized in that they form an angle of 180 degrees with each other .

また、前記第1透過型ホログラムを透過した透過光又は前記第1透過型ホログラムにより回折した一次回折光のいずれか一方の入射角と、前記第2透過型ホログラムを透過した透過光又は前記第2透過型ホログラムにより回折した一次回折光のいずれか一方の入射角は、それぞれの再生時の波長におけるホログラム中の干渉縞に対するブラッグの反射条件を満たす入出射角度が同じになるように設定されていることを特徴とする。
The incident angle of either the transmitted light transmitted through the first transmission hologram or the first-order diffracted light diffracted by the first transmission hologram and the transmitted light transmitted through the second transmission hologram or the second The incident angle of any one of the first-order diffracted light diffracted by the transmission hologram is set so that the incident / exit angles satisfying the Bragg reflection condition for the interference fringes in the hologram at the respective reproducing wavelengths are the same. It is characterized by that.

本発明によれば、小型で高い回折効率を有し極めて安定的に作製することが可能なホログラフィック光学素子作製方法を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a holographic optical element fabricated how that can be very stably produce a high diffraction efficiency in a small size.

第1ホログラムを作製するための工程を示す図である。It is a figure which shows the process for producing a 1st hologram. 第2ホログラムを作製するための工程を示す図である。It is a figure which shows the process for producing the 2nd hologram. 第1ホログラム及び第2ホログラムの再生と第3ホログラムを作製するための工程を示す図である。It is a figure which shows the process for reproduction | regeneration of a 1st hologram and a 2nd hologram, and producing a 3rd hologram. 図3の拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of FIG. 3. 第3ホログラムによる第3再生像を示す図である。It is a figure which shows the 3rd reproduction image by a 3rd hologram. 第3ホログラムによる第4再生像を示す図である。It is a figure which shows the 4th reproduction image by a 3rd hologram. 記録波長と再生波長を異ならせた場合を示す図である。It is a figure which shows the case where a recording wavelength and a reproduction wavelength are varied. 図7の拡大図である。FIG. 8 is an enlarged view of FIG. 7. 従来の反射型の光学素子を作製する場合を示す図である。It is a figure which shows the case where the conventional reflection type optical element is produced. 従来の透過型の光学素子を作製する場合を示す図である。It is a figure which shows the case where the conventional transmissive | pervious optical element is produced.

以下、図面を参照にして本発明に係るホログラフィック光学素子の作製方法及びそれにより作製されたホログラフィック光学素子について説明する。   Hereinafter, a method for producing a holographic optical element according to the present invention and a holographic optical element produced thereby will be described with reference to the drawings.

本実施形態のホログラフィック光学素子は、1本の光を少なくとも2本に分離又は少なくとも2本の光を1本に合成するホログラフィック光学素子3’であって、ホログラム記録用感光材料3の両側に第1透過型ホログラム1’と第2透過型ホログラム2’をそれぞれ配置し、第1透過型ホログラム1’に第1レーザー光照射器111が照射した第1レーザー光31を入射し、第1レーザー光31が第1透過型ホログラム1’を透過した透過光31と第1レーザー光31が第1透過型ホログラム1’により回折した一次回折光32によりホログラム記録用感光材料3内に干渉縞を形成すると共に、第2透過型ホログラム2’に第2レーザー光照射器121が照射した第1レーザー光31と同一波長の第2レーザー光41を入射し、第2レーザー光41が第2透過型ホログラム2’を透過した透過光41と第2レーザー光41が第2透過型ホログラム2’により回折した一次回折光42によりホログラム記録用感光材料3内に干渉縞を形成することによりホログラフィック光学素子3’を作製する。   The holographic optical element of the present embodiment is a holographic optical element 3 ′ that separates at least two lights or synthesizes at least two lights into one, and is provided on both sides of the photosensitive material 3 for hologram recording. The first transmission hologram 1 ′ and the second transmission hologram 2 ′ are respectively arranged on the first transmission hologram 1 ′, and the first laser beam 31 irradiated by the first laser beam irradiator 111 is incident on the first transmission hologram 1 ′. Interference fringes are formed in the hologram recording photosensitive material 3 by the transmitted light 31 transmitted through the first transmission hologram 1 ′ and the first-order diffracted light 32 diffracted by the first transmission hologram 1 ′. The second laser beam 41 having the same wavelength as the first laser beam 31 irradiated by the second laser beam irradiator 121 is incident on the second transmission hologram 2 ′. Interference fringes are formed in the hologram recording photosensitive material 3 by the transmitted light 41 transmitted through the second transmission hologram 2 ′ and the first-order diffracted light 42 diffracted by the second transmission hologram 2 ′. Thus, the holographic optical element 3 ′ is produced.

まず、一段階目のホログラムであるホログラム原版を作製する方法を説明する。図1は第1ホログラムを作製するための工程を示す図、図2は第2ホログラムを作製するための工程を示す図である。   First, a method for producing a hologram original plate which is a first stage hologram will be described. FIG. 1 is a diagram showing a process for producing a first hologram, and FIG. 2 is a diagram showing a process for producing a second hologram.

本実施形態では、図1に示すように、第1ホログラム記録用感光材料1に第1物体光11及び第1物体光11と可干渉な同一光源からの同一波長の平行光又は略平行光からなる第1参照光12を入射させる。第1物体光11と第1参照光12とは第1ホログラム記録用感光材料1内で干渉する。第1物体光11と第1参照光12とが干渉すると、第1ホログラム記録用感光材料1中に干渉縞が生成する。その後、第1ホログラム記録用感光材料1を後処理して第1ホログラム原版としての第1ホログラム1’を作製する。   In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the first hologram recording photosensitive material 1 is irradiated with the first object light 11 and the parallel light having the same wavelength or substantially parallel light from the same light source coherent with the first object light 11. The first reference beam 12 is made incident. The first object beam 11 and the first reference beam 12 interfere in the first hologram recording photosensitive material 1. When the first object light 11 and the first reference light 12 interfere with each other, interference fringes are generated in the first hologram recording photosensitive material 1. Thereafter, the first hologram recording photosensitive material 1 is post-processed to produce a first hologram 1 'as a first hologram master.

次に、図2に示すように、第2ホログラム記録用感光材料2に第2物体光21及び第2物体光21と可干渉な同一光源からの同一波長の平行光又は略平行光からなる第2参照光22を入射させる。第2物体光21と第2参照光22とは第2ホログラム記録用感光材料2内で干渉する。第2物体光21と第2参照光22とが干渉すると、第2ホログラム記録用感光材料2中に干渉縞が生成する。その後、第2ホログラム記録用感光材料2を後処理して第2ホログラム原版としての第2ホログラム2’を作製する。   Next, as shown in FIG. 2, the second holographic recording photosensitive material 2 is made up of a second object beam 21 and a parallel beam or a substantially parallel beam of the same wavelength from the same light source coherent with the second object beam 21. 2 Reference light 22 is incident. The second object light 21 and the second reference light 22 interfere in the second hologram recording photosensitive material 2. When the second object light 21 and the second reference light 22 interfere with each other, interference fringes are generated in the second hologram recording photosensitive material 2. Thereafter, the second hologram recording photosensitive material 2 is post-processed to produce a second hologram 2 'as a second hologram master.

図3は二段階目の第3ホログラム3’の作製方法を説明するための図、図4は図3の第1ホログラム1’、第2ホログラム2’及び第3ホログラム記録用感光材料3付近の拡大図である。   FIG. 3 is a diagram for explaining a method of producing the third hologram 3 ′ in the second stage, and FIG. 4 is a diagram of the vicinity of the first hologram 1 ′, the second hologram 2 ′, and the third hologram recording photosensitive material 3 in FIG. It is an enlarged view.

まず、第1ホログラム1’と第2ホログラム2’の間に光学素子用ホログラム記録用感光材料としての第3ホログラム記録用感光材料3を並列に並べる。   First, the third hologram recording photosensitive material 3 as the optical element hologram recording photosensitive material is arranged in parallel between the first hologram 1 ′ and the second hologram 2 ′.

第1光照射器としての第1レーザー照射器111により、第1再生照明光31を照射する。第1再生照明光31は、第1再生照明光用スペシャルフィルター112で拡径され、第1再生照明光用レンズ113で平行光又は略平行光とされ、第1ホログラム1’に記録時の第1参照光11と反対方向から入射する。   The first reproduction illumination light 31 is irradiated by a first laser irradiator 111 as a first light irradiator. The first reproduction illumination light 31 is expanded in diameter by the first reproduction illumination light special filter 112, converted into parallel light or substantially parallel light by the first reproduction illumination light lens 113, and recorded in the first hologram 1 ′. Incident from the opposite direction to the one reference beam 11.

第1ホログラム1’に対して記録時の第1参照光11と反対方向に進む第1再生照明光31を照射すると、図4に示すように、第1再生照明光31の1次光である第1再生光32が回折される。   When the first reproduction illumination light 31 traveling in the opposite direction to the first reference light 11 at the time of recording is irradiated onto the first hologram 1 ′, as shown in FIG. 4, it is the primary light of the first reproduction illumination light 31. The first reproduction light 32 is diffracted.

第3ホログラム記録用感光材料3内では、透過光である第1再生照明光31と第1再生光32が干渉する。第1再生照明光31と第1再生光32が参照光と物体光として干渉すると、第3ホログラム記録用感光材料3中に干渉縞が生成する。   In the third hologram recording photosensitive material 3, the first reproduction illumination light 31, which is transmitted light, and the first reproduction light 32 interfere with each other. When the first reproduction illumination light 31 and the first reproduction light 32 interfere as reference light and object light, interference fringes are generated in the third hologram recording photosensitive material 3.

同時に、第2光照射器としての第2レーザー照射器121により、第2再生照明光41を照射する。第2再生照明光41は、第2再生照明光用スペシャルフィルター122で拡径され、第2再生照明光用レンズ123で平行光又は略平行光とされ、第2ホログラム2’に記録時の第2参照光21と反対方向から入射する。   At the same time, the second reproduction illumination light 41 is irradiated by the second laser irradiator 121 as the second light irradiator. The second reproduction illumination light 41 is expanded in diameter by the second reproduction illumination light special filter 122, converted into parallel light or substantially parallel light by the second reproduction illumination light lens 123, and recorded in the second hologram 2 ′. 2 The light enters from the direction opposite to the reference light 21.

第2ホログラム2’に対して記録時の第2参照光41と反対方向に進む第2再生照明光41を照射すると、図4に示すように、第2再生照明光41の1次光である第2再生光42が回折される。   When the second reproduction illumination light 41 traveling in the opposite direction to the second reference light 41 at the time of recording is irradiated onto the second hologram 2 ′, it is the primary light of the second reproduction illumination light 41 as shown in FIG. The second reproduction light 42 is diffracted.

第3ホログラム記録用感光材料3内では、透過光である第2再生照明光41と第2再生光42が参照光と物体光として干渉する。第2再生照明光41と第2再生光42が干渉すると、第3ホログラム記録用感光材料3中に干渉縞が生成する。   In the third hologram recording photosensitive material 3, the second reproduction illumination light 41 and the second reproduction light 42, which are transmitted light, interfere with each other as reference light and object light. When the second reproduction illumination light 41 and the second reproduction light 42 interfere with each other, interference fringes are generated in the third hologram recording photosensitive material 3.

その後、第3ホログラム記録用感光材料3を後処理してホログラフィック光学素子としての第3ホログラム3’を作製する。   Thereafter, the third hologram recording photosensitive material 3 is post-processed to produce a third hologram 3 'as a holographic optical element.

ここで、第1再生照明光31と第1再生光32及び第2再生照明光41と第2再生光42以外の組み合わせの干渉を防ぐため、第1再生照明光31と第1再生光32を第1の組、第2再生照明光41と第2再生光42を第2の組とすると、第1の組と第2の組は同じ波長であるが異なる個体である第1レーザー照射器111及び第2レーザー照射器121からのレーザー光を適用する。同じ波長であるが異なる個体のレーザーを用いた場合にはお互いのレーザー光の干渉性はほぼなくなるため、第3ホログラム記録用感光材料3に不要な干渉縞は記録されない。   Here, in order to prevent interference of combinations other than the first reproduction illumination light 31 and the first reproduction light 32 and the second reproduction illumination light 41 and the second reproduction light 42, the first reproduction illumination light 31 and the first reproduction light 32 are used. Assuming that the first set, the second reproduction illumination light 41 and the second reproduction light 42 are the second set, the first set and the second set have the same wavelength, but the first laser irradiator 111 is a different individual. And laser light from the second laser irradiator 121 is applied. When lasers of the same wavelength but different solids are used, the mutual interference of the laser beams is almost lost, so that unnecessary interference fringes are not recorded on the third hologram recording photosensitive material 3.

図5は第3ホログラムを光分離光学素子として用いた場合を示す図である。   FIG. 5 is a diagram showing a case where the third hologram is used as a light separation optical element.

第3ホログラム3’に第1再生光32と同じ方向、第2再生光42と反対方向に進む第3再生照明光51を入射すると、第1再生照明光31と同じ方向に進む第1分離光61と第2再生照明光41と反対方向に進む第2分離光62とに分離する。   When the third reproduction illumination light 51 traveling in the same direction as the first reproduction light 32 and in the opposite direction to the second reproduction light 42 is incident on the third hologram 3 ′, the first separated light proceeds in the same direction as the first reproduction illumination light 31. 61 and a second separated light 62 traveling in the opposite direction to the second reproduction illumination light 41.

なお、図示していないが、第3ホログラム3’に第1再生光32と反対方向、第2再生光42と同じ方向に進む再生照明光を入射すると、第1再生照明光31と反対方向に進む分離光と第2再生照明光41と同じ方向に進む分離光とに分離する。   Although not shown, when reproduction illumination light traveling in the opposite direction to the first reproduction light 32 and in the same direction as the second reproduction light 42 is incident on the third hologram 3 ′, the direction is opposite to that of the first reproduction illumination light 31. The separated separated light is separated into separated light traveling in the same direction as the second reproduction illumination light 41.

また、図6は第3ホログラムを光合成光学素子として用いた場合を示す図である。   FIG. 6 is a diagram showing a case where the third hologram is used as a light combining optical element.

第3ホログラム3’に、第1再生照明光31と同じ方向に進む第4再生照明光71を入射し、第2再生照明光41と反対方向に進む第5再生照明光72を入射すると、第1再生光32と同じ方向、第2再生光42と反対方向に進む合成光81が出射する。   When the fourth reproduction illumination light 71 traveling in the same direction as the first reproduction illumination light 31 is incident on the third hologram 3 ′ and the fifth reproduction illumination light 72 traveling in the opposite direction to the second reproduction illumination light 41 is incident, The combined light 81 traveling in the same direction as the first reproduction light 32 and in the opposite direction to the second reproduction light 42 is emitted.

なお、図示していないが、第3ホログラム3’に、第1再生照明光31と反対方向に進む再生照明光を入射し、第2再生照明光41と同じ方向に進む再生照明光を入射すると、第1再生光32と反対方向、第2再生光42と同じ方向に進む合成光81が出射する。   Although not shown, when the reproduction illumination light traveling in the opposite direction to the first reproduction illumination light 31 is incident on the third hologram 3 ′ and the reproduction illumination light traveling in the same direction as the second reproduction illumination light 41 is incident. Then, the combined light 81 traveling in the opposite direction to the first reproduction light 32 and in the same direction as the second reproduction light 42 is emitted.

本実施形態を実施するに当たり、レーザー光は532nmのDPSSレーザーを、ホログラム記録用感光材料は特許文献1のものを用いると好ましい。   In practicing this embodiment, it is preferable to use a DPSS laser of 532 nm as the laser beam and a photosensitive material for hologram recording as described in Patent Document 1.

図7は、二段階目の第3ホログラムの記録波長と再生波長が異なる実施形態を示す図、図8は図7の第1ホログラム内の拡大図である。   FIG. 7 is a view showing an embodiment in which the recording wavelength and the reproduction wavelength of the third hologram in the second stage are different, and FIG. 8 is an enlarged view in the first hologram of FIG.

第3ホログラム3’の記録波長と再生波長が異なる場合には、先に述べた構成と同じく再生波長において第1ホログラム1’の1次光と第2ホログラム2’の1次光が同じ入射角になるよう設計する。この場合、第3ホログラム3’の再生波長において再生時の設計角でホログラム中の干渉縞がブラッグ反射の条件を満たすように第1ホログラム1’及び第2ホログラム2’の記録・再生波長での入出射角を設定する必要がある。   When the recording wavelength and the reproduction wavelength of the third hologram 3 ′ are different, the primary light of the first hologram 1 ′ and the primary light of the second hologram 2 ′ have the same incident angle at the reproduction wavelength as in the configuration described above. Design to be In this case, at the reproduction wavelength of the third hologram 3 ′, the interference fringes in the hologram satisfy the conditions for Bragg reflection at the design angle at the time of reproduction. It is necessary to set the incident / exit angle.

第1ホログラム1’の場合、図8に示すように第3ホログラム3’の再生波長における第1再生照明光31と第1再生光32がホログラム1’中の干渉縞Sとなす角をθaとし、干渉縞間隔をd、記録波長をλaとすると、それぞれのパラメータはブラッグ反射の条件2dsinθa=λaの関係を満たす。 In the case of the first hologram 1 ′, as shown in FIG. 8, the angle between the first reproduction illumination light 31 and the first reproduction light 32 at the reproduction wavelength of the third hologram 3 ′ and the interference fringes S in the hologram 1 ′ is θ a Assuming that the interference fringe interval is d and the recording wavelength is λ a , each parameter satisfies the relationship of Bragg reflection condition 2d sin θ a = λ a .

ここで、同じ第1ホログラム1’において再生時波長λbにてブラッグ反射の条件を満たすには、干渉縞間隔dは第1ホログラム1’と同一である必要があるため、2dsinθb=λbの関係を満たすように、再生時波長λbにおいて第1再生照明光31’と第1再生光32’と干渉縞S1がなす角θbを設定すればよい。第1ホログラム1’の記録時には、波長λbにて干渉縞S1と第1物体光11’および第1参照光12’がなす角がθbとなるようにすればよい。 Here, in order to satisfy the Bragg reflection condition at the reproduction wavelength λ b in the same first hologram 1 ′, the interference fringe interval d needs to be the same as that in the first hologram 1 ′, so 2d sin θ b = λ b The angle θ b formed by the interference fringes S1 and the first reproduction illumination light 31 ′, the first reproduction light 32 ′, and the reproduction wavelength λ b may be set so as to satisfy the above relationship. 'At the time of recording, the interference fringes S1 at a wavelength lambda b first object beam 11' first hologram 1 angle formed, and a first reference beam 12 'may be such that the theta b.

また、第2ホログラム2’も同様にして波長λbにおける、第2ホログラム2’中の干渉縞となす角θbを設定すればよい。 Similarly, for the second hologram 2 ′, the angle θ b formed with the interference fringes in the second hologram 2 ′ at the wavelength λ b may be set.

以上のような条件にて作製した第1ホログラム1’と第2ホログラム2’を原版として図7の構成で作製した第3ホログラム3’は、図5、図6に示すように記録時の波長λaとは異なる波長λbにて光合成・分離機能を発現する。 The third hologram 3 ′ produced with the configuration shown in FIG. 7 using the first hologram 1 ′ and the second hologram 2 ′ produced under the above conditions as the original plate has a wavelength at the time of recording as shown in FIGS. expressing photosynthesis-separation function at different wavelengths lambda b and lambda a.

なお、第1ホログラム1’、第2ホログラム2’及びホログラム記録用感光材料3のそれぞれ両面に反射防止ガラスを配置することにより、第1ホログラム1’と第2ホログラム2’は、ホログラム記録用感光材料3に対して間隔を置いて配置することが可能である。   The first hologram 1 ′, the second hologram 2 ′, and the hologram recording photosensitive material 3 are provided with anti-reflection glass on both surfaces, so that the first hologram 1 ′ and the second hologram 2 ′ are photosensitive for hologram recording. It is possible to arrange the material 3 at an interval.

以上、本発明のホログラフィック光学素子作製方法及びそれにより作製されたホログラフィック光学素子を実施形態に基づいて説明してきたが、本発明はこれら実施形態に限定されず種々の変形が可能である。   As described above, the holographic optical element manufacturing method of the present invention and the holographic optical element manufactured thereby have been described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications are possible.

1…第1ホログラム記録用感光材料
1’…第1ホログラム(第1ホログラム原版)
2…第2ホログラム記録用感光材料
2’…第2ホログラム(第2ホログラム原版)
3…第3ホログラム記録用感光材料(光学素子用ホログラム記録用感光材料)
3’…第3ホログラム(ホログラフィック光学素子)
11…第1物体光
12…第1参照光
21…第2物体光
22…第2参照光
31,31’…第1再生照明光
32,32’…第1再生光
41,41’…第1再生照明光
42,42’…第1再生光
51…第3再生照明光
61…第1分離光
62…第2分離光
71…第4再生照明光
72…第5再生照明光
81…合成光
111…第1レーザー照射器(第1光照射器)
112…第1再生照明光用スペシャルフィルター
113…第1再生照明光用レンズ
121…第2レーザー光照射器(第2光照射器)
122…第2再生照明光用スペシャルフィルター
123…第2再生照明光用レンズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Photosensitive material 1 'for 1st hologram recording ... 1st hologram (1st hologram original plate)
2 ... Photosensitive material for second hologram recording 2 '... Second hologram (second hologram master)
3. Photosensitive material for third hologram recording (photosensitive material for hologram recording for optical element)
3 '... Third hologram (holographic optical element)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... 1st object light 12 ... 1st reference light 21 ... 2nd object light 22 ... 2nd reference light 31, 31 '... 1st reproduction illumination light 32, 32' ... 1st reproduction light 41, 41 '... 1st Reproduction illumination light 42, 42 '... 1st reproduction light 51 ... 3rd reproduction illumination light 61 ... 1st separated light 62 ... 2nd separated light 71 ... 4th reproduction illumination light 72 ... 5th reproduction illumination light 81 ... synthetic light 111 ... First laser irradiator (first light irradiator)
112 ... First reproduction illumination light special filter 113 ... First reproduction illumination light lens 121 ... Second laser light irradiator (second light irradiator)
122 ... Special filter for second reproduction illumination light 123 ... Lens for second reproduction illumination light

Claims (3)

1本の光を少なくとも2本に分離又は少なくとも2本の光を1本に合成するホログラフィック光学素子の作製方法において、
ホログラム記録用感光材料の両側に第1透過型ホログラムと第2透過型ホログラムをそれぞれ配置し、
前記第1透過型ホログラムに第1レーザー光照射器が照射した第1レーザー光を入射し、
前記第1レーザー光が前記第1透過型ホログラムを透過した透過光と前記第1レーザー光が前記第1透過型ホログラムにより回折した一次回折光により前記ホログラム記録用感光材料内に干渉縞を形成すると共に、
前記第2透過型ホログラムに第2レーザー光照射器が照射した第1レーザー光と同一波長の第2レーザー光を入射し、
前記第2レーザー光が前記第2透過型ホログラムを透過した透過光と前記第2レーザー光が前記第2透過型ホログラムにより回折した一次回折光により前記ホログラム記録用感光材料内に干渉縞を形成することによりホログラフィック光学素子を作製する
ことを特徴とするホログラフィック光学素子作製方法。
In a method for producing a holographic optical element that separates at least two lights or synthesizes at least two lights into one,
A first transmission type hologram and a second transmission type hologram are arranged on both sides of the hologram recording photosensitive material,
A first laser beam irradiated by a first laser beam irradiator is incident on the first transmission hologram;
Interference fringes are formed in the hologram recording photosensitive material by the transmitted light transmitted through the first transmission hologram by the first laser light and the first-order diffracted light diffracted by the first transmission hologram from the first laser light. With
A second laser beam having the same wavelength as the first laser beam irradiated by the second laser beam irradiator is incident on the second transmission hologram;
Interference fringes are formed in the hologram recording photosensitive material by the transmitted light transmitted through the second transmission hologram by the second laser light and the first-order diffracted light diffracted by the second transmission hologram by the second laser light. A holographic optical element manufacturing method characterized by manufacturing a holographic optical element.
前記第1透過型ホログラムを透過した透過光又は前記第1透過型ホログラムにより回折した一次回折光のいずれか一方と前記第2透過型ホログラムを透過した透過光又は前記第2透過型ホログラムにより回折した一次回折光のいずれか一方は、互いが180度の角をなす
ことを特徴とする請求項1に記載されたホログラフィック光学素子作製方法。
Either the transmitted light transmitted through the first transmissive hologram or the first-order diffracted light diffracted by the first transmissive hologram and the transmitted light transmitted through the second transmissive hologram or diffracted by the second transmissive hologram The method for producing a holographic optical element according to claim 1, wherein one of the first-order diffracted lights forms an angle of 180 degrees with each other.
前記第1透過型ホログラムを透過した透過光又は前記第1透過型ホログラムにより回折した一次回折光のいずれか一方の入射角と、前記第2透過型ホログラムを透過した透過光又は前記第2透過型ホログラムにより回折した一次回折光のいずれか一方の入射角は、それぞれの再生時の波長におけるホログラム中の干渉縞に対するブラッグの反射条件を満たす入出射角度が同じになるように設定されている
ことを特徴とする請求項1に記載されたホログラフィック光学素子作製方法。
The incident angle of either the transmitted light transmitted through the first transmission hologram or the first-order diffracted light diffracted by the first transmission hologram, the transmitted light transmitted through the second transmission hologram, or the second transmission type The incident angle of either one of the first-order diffracted light diffracted by the hologram is set so that the incident / exit angles satisfying the Bragg reflection condition for the interference fringes in the hologram at the respective reproducing wavelengths are the same <br> A method for producing a holographic optical element according to claim 1, wherein:
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