JPH0145046B2 - - Google Patents

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JPH0145046B2
JPH0145046B2 JP7741580A JP7741580A JPH0145046B2 JP H0145046 B2 JPH0145046 B2 JP H0145046B2 JP 7741580 A JP7741580 A JP 7741580A JP 7741580 A JP7741580 A JP 7741580A JP H0145046 B2 JPH0145046 B2 JP H0145046B2
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JP
Japan
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hologram
diffracted light
interference
light
manufacturing
Prior art date
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Expired
Application number
JP7741580A
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English (en)
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JPS574083A (en
Inventor
Juzo Ono
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP7741580A priority Critical patent/JPS574083A/ja
Publication of JPS574083A publication Critical patent/JPS574083A/ja
Publication of JPH0145046B2 publication Critical patent/JPH0145046B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03HHOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/20Copying holograms by holographic, i.e. optical means

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ホログラムの製造方法に関する。
ホログラムは、多岐にわたつて利用されている
が、その一例として光ビーム走査装置に利用した
ものがある。ホログラムを用いた光ビーム走査装
置は、ホログラムを回折格子として利用し、ホロ
グラム内で格子周期に分布があるホログラムを一
次元的に移動することによつて、回折角を変化さ
せて光偏向を行う。この様な光ビーム走査装置に
使用されるホログラムに記録されるべきホログラ
ム上の干渉縞の位相分布は、解析されており、ホ
ログラム上に極座標をとり動径をγとすると、位
相分布φ1(γ)は、 φ1(γ)=2π/λNn=1 (√22−fn) (1) となる。ここに、λは干渉光の波長、Nn=1 1/fnはホ ログラムの1次回折光の焦点距離の逆数、Nは整
数である。(1)式で表わされる位相分布を持つ、ホ
ログラムの製造方法としては、N個の球面波をホ
ログラムを介して位相減算して、合成する方法が
あり、N=2の場合が、特願昭53−11711号で、
N≧3の場合が、特願昭54−78495号で特許出願
されている。
これらの方法においては、発散球面波と集束球
面波との干渉で製作したホログラム(N=2のホ
ログラム)を出発点として、N=2のホログラム
を平面波で照射して得られる1次回折光が2つの
球面波の位相を減算した位相を持つ波面であるか
ら、この波面と球面波を干渉させてN=3のホロ
グラムを製作する。次にN=3のホログラムを出
発点として、同じプロセスを繰り返して行けば、
N個の球面波を合成したホログラムを製作でき
る。しかし、この方法では1次回折光を他の次数
の回折光と分離するために、一度、1次回折光と
平面波と干渉させて、ホログラムを製作し、ホロ
グラムを裏面から平面波で照射して、所望の1次
回折光波面をとり出すプロセスを踏まなければな
らない。したがつて、合成する球面波の数Nが増
すと、介在するホログラムの数が増すためノイズ
等が増加し、最終ホログラムの品質が劣化してし
まう欠点がある。又、ホログラムを撮影する毎に
光学配置を変えなければならないので、製作が非
常に複雑となり、製作精度も問題となる。光ビー
ム走査装置にホログラムを使う場合、Nが大きい
程、走査ビームの収差を小さくできるが、上記理
由により、Nが制限されるため、Nの大きなホロ
グラムが製造不可能であつた。
この発明の目的は、介在するホログラムの数を
増すことなく、合成された球面波の数Nが大きな
ホログラムの製造方法を提供することにある。
この発明のホログラムの製造方法は3つあり、
第1番目の方法は、干渉縞の位相分布φ1が(1)式
で表わされるホログラムを第1の平面波で照射し
て得られる±2次以上の次数の回折光のうちの任
意の回折光と第2の平面波、との干渉により生成
した干渉縞を記録媒体に記録することを特徴とす
るホログラムの製造方法で、第2番目の方法は、
干渉縞の位相分布φ1が(1)式で表わされるホログ
ラムを第1の平面波で照射して得られる±2次以
上の次数の回折光のうちの任意の回折光と、球面
波との干渉により生成した干渉縞を記録媒体に記
録することを特徴とするホログラムの製造方法
で、第3番目の方法は、干渉縞の位相分布φ1が、
(1)式で表わされるホログラムを第1の平面波で照
射して得られる±2次以上の次数の回折光のうち
の任意の回折光と、 干渉縞の位相分布φ2が、 φ2=2π/λMn=1 (√22−gn) (2) (但し、λは干渉光の波長、γは第2のホログ
ラム上の任意の点の位置を示す座標、Mn=1 1/gnは、 第2のホログラムの1次回折光の焦点距離の逆
数、Mは整数) で表わされる第2のホログラムを第3の平面波で
照射して得られる0次以外の次数の回折光との干
渉により生成した干渉縞を記録媒体に記録するこ
とを特徴とするホログラムの製造方法である。
次に、この発明の原理について説明する。(1)式
で表わされる干渉縞の、γ方向に沿つた波数K
(γ)は、 で表わされる。ホログラムの照射光、±m次の回
折光のγ方向の波数を各々υ及びw±nとすると、
波数の整合から、 w±n=υ±mK (4) となる。(4)式から±m次の回折光に対しては、ホ
ログラムは、±mKの波数を持つホログラムとし
て作用していることが理解される。そこで波数
mKの式を考察すると、 ここに、fi=fi+N=fi+2N=……=fi+(n-1)N,i=
1,…,Nである。(5)式からN個の球面波を合成
したホログラムの±m次回折光は、N×m個の球
面波を合成したホログラムの±1次回折光と同じ
波面を持つ光であることがわかる。すなわち、こ
の発明の原理は、N個の球面波を合成したホログ
ラムの±m次回折光をホログラムの製造に使うこ
とで、ホログラムを実質上N×m個の球面波を合
成したホログラムとして作用させて、球面波を合
成するプロセスの数を減少させることにある。
次に図面を参照して、この発明を詳細に説明す
る。第1図は、特願昭53−11711号で出願した合
成する球面波の数がN=2のホログラムの製作光
学系を示す図で、点1から発散する発散球面波2
(焦点距離f1)と、ホログラム記録媒体5に対し
て、点2と同じ垂直軸上の点3に集束する集束球
面波4(焦点距離f2)との干渉縞がホログラム記
録媒体5に記録されてホログラムとなる。
第2図は、第1図で製作したホログラム5か
ら、2次回折光のみを分離するために2次回折光
をホログラムとして記録するための光学系を示す
図である。第2図で、N=2のホログラム5を平
面波6で照射すると、直接透過光(0次回折光)
7のほか、点8に集束する1次回折光9、及び点
10に集束する2次回折光11が再生される。さ
らに高次回折光が負次数回折光は省略してある。
本発明のホログラムの製造方法で使う波面は、ホ
ログラム5上での2次回折光11であるから2次
回折光11を他次数回折光と分離できる位置で、
平面波12と干渉させてホログラム記録媒体13
に記録して、途中段階のホログラムとする。
第3図は、本発明の第1番目の製造方法による
ホログラムの製作光学系を示す図である。第2図
で製作されたホログラム13を、製作時の平面波
12と逆方向から、平面波14で照射すると、1
次回折光15が再生される。1次回折光15は、
第2図のホログラム5の2次回折光11の逆進波
である。1次回折光15は、第2図のホログラム
5に対応する位置で、平面波16と干渉し、干渉
縞がホログラム記録媒体17に記録され、本発明
の第1番目の製造方法によるホログラムが得られ
る。ホログラム17は、N=2のホログラムの2
次回折光を使つて製作しているので、N=4のホ
ログラムとなる。
またホログラム13を第2図に従つて、ホログ
ラム5の3次回折光を用いて製作し、このホログ
ラム13を用いて上述と同様の方法でホログラム
17を作製した場合は、ホログラム17は、N=
2のホログラム(ホログラム5)の3次回折光を
使つて作製したことになるのでN=6のホログラ
ムとなる。このようにNが大きくなつてもそのホ
ログラム作製のために必要なホログラムの数は少
なくて済む。N=6のホログラムを特願昭54−
78495号で出願されている従来方法で製作すると、
介在するホログラムの数は4枚となり、本方法の
2枚に比べ倍のホログラムが介在し、製作が複雑
となる上、ノイズが増大し、良質なホログラムを
得るのが困難である。
第4図は、本発明の第2番目の製造方法による
ホログラムの製作光学系を示す図である。第4図
において、第2図で製作されたホログラム13を
製作時の平面波12と逆方向から平面波14で照
射すると、1次回折光15が再生される。1次回
折光15は第2図のホログラム5の2次回折光1
1の逆進波である。1次回折光15は、第2図の
ホログラム5に対応する位置で点18に集束する
球面波19と干渉し、干渉縞がホログラム記録媒
体20に記録され、本発明の第2番目の製造方法
によるホログラムが得られる。第4図で、ホログ
ラム13の回折光の集束点21と、球面波19の
集束点18は、ホログラム記録媒体20に垂直な
共通光軸上に配置されている。ホログラム20
は、N=2のホログラムの2次回折光と、球面波
を使つて製作しているので、N=5のホログラム
となる。
本発明の第3番目の製造方法によるホログラム
の製造方法は第4図の球面波19にかえて、複数
の球面波を合成した波面を用いる方法で、さらに
Nが大きいホログラムが得られる。実際のプロセ
スを図面を使つて説明する。
第5図は、複数の球面波を合成した集束波面を
得るためのホログラムを記録する光学系を示す図
である。第2図で製作したホログラム13を製作
時の平面波12と逆方向の平面波14で照射する
と、1次回折光15が再生される。1次回折光1
5を、点線22で示したもとのホログラム5の位
置で集束波に変換するために1次回折光15を、
点線22で示した、もとのホログラム5よりも後
方の位置で平面波23と干渉させ、ホログラム記
録媒体24に記録し、途中段階のホログラム24
を製作する。次にホログラム24と、第2図の光
学系で製作したホログラム13を使つて本発明の
第3番目の製造方法によるホログラムを製作す
る。
第6図は、本発明の第3番目の製造方法による
ホログラムの製作光学系を示す図である。第5図
の光学系で製作したホログラム24を製作時の平
面波23と逆方向から、平面波25で照射する
と、点26に集束する1次回折光27が再生され
る。一方、第2図の製作光学系で製作したホログ
ラム13を製作時の平面波12と逆方向から平面
波14で照射すると、点29に集束する1次回折
光15が再生される。1次回折光27と1次回折
光15が、もとのホログラム5の位置に対応する
位置で干渉し、干渉縞がホログラム記録媒体28
に記録され、本発明の第3番目の製造方法による
ホログラム28が得られる。第6図で集束点26
と29は、ホログラム記録媒体28に垂直な共通
光軸上に配置されている。ホログラム28は、両
方の干渉光15,27共にN=2のホログラムの
2次回折光を使つているのでN=8のホログラム
となつている。
以上の実施例でわかる様に、本発明により介在
するホログラムの数を増すことなく、実質的に合
成した球面波の数Nが大きいホログラムが得られ
る。
第7図は、本発明の製造方法で製作したホログ
ラムを使用した光ビーム走査装置を示す図であ
る。レーザ30とレンズ31とからなる光ビーム
発生器からの光ビーム32がホログラムデイスク
33の円周上に配置されたホログラム34を照射
している図である。ホログラム34の回折光40
は、ホログラムデイスク33がモータ41で矢印
42の方向に回転されることにより走査面43上
を矢印44の方向に走査され、走査線45とな
る。モータ41の回転によりホログラム34〜3
9がくり返し走査する。
本発明のホログラム製造方法では大きなNのホ
ログラムができる。Nが大きい程、走査ビームの
収差を小さくできるので、収差の小さい光ビーム
走査装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、合成する球面波の数が2のホログラ
ムの製作光学系を示す図、第2図は、2次回折光
をホログラムとして記録するための光学系を示
す、第3図は、本発明の第1番目の製造方法によ
るホログラムの製作光学系を示す図、第4図は、
本発明の第2番目の製造方法によるホログラムの
製作光学系を示す図、第5図は、本発明の第3番
目の製造方法における途中段階のホログラムを製
作するための光学系を示す図、第6図は、本発明
の第3番目の製造方法によるホログラムの製作光
学系を示す図、第7図は、本発明の製造方法で製
作したホログラムを使用した光ビーム走査装置を
示す図である。 図において、2は発散球面波、4及び19は集
束球面波、5,13,17,20,24及び28
はホログラム記録媒体、6,12,14,16,
23,25は平面波、9,15及び27は1次回
折光、11は2次回折光、30はレーザ、31は
レンズ、33はホログラムデイスク、34〜39
はホログラム、40は回折光、41はモータ、4
3は走査面、45は走査線を各々表わす。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 干渉縞の位相分布φ1が φ1=2π/λNn=1 (√22−fn) (但し、λは干渉光の波長、γはホログラム上
    の任意の点の位置を示す座標、Nn=1 1/fnは、ホログ ラムの1次回折光の焦点距離の逆数、Nは整数) で表わされるホログラムを第1の平面波で照射し
    て得られる±2次以上の次数の回折光のうち任意
    の次数の回折光と第2の平面波との干渉により生
    成した干渉縞を記録媒体に記録することを特徴と
    するホログラムの製造方法。 2 干渉縞の位相分布φ1が φ1=2π/λNn=1 (√22−fn) (但し、λは干渉光の波長、γはホログラム上
    の任意の点の位置を示す座標、Nn=1 1/fnは、ホログ ラムの1次回折光の焦点距離の逆数、Nは整数) で表わされるホログラムを第1の平面波で照射し
    て得られる±2次以上の次数の回折光と、球面波
    との干渉により生成した干渉縞を記録媒体に記録
    することを特徴とするホログラムの製造方法。 3 干渉縞の位相分布φ1が φ1=2π/λNn=1 (√22−fn) (但し、λは干渉光の波長、γはホログラム上
    の任意の点の位置を示す座標、Nn=1 1/fnは、ホログ ラムの1次回折光の焦点距離の逆数、Nは整数) で表わされるホログラムを第1の平面波で照射し
    て得られる±2次以上の次数の回折光と、 干渉縞の位相分布φ1が φ2=2π/λMn=1 (√22−gn) (但し、λは干渉光の波長、γは第2のホログ
    ラムの任意の点の位置を示す座標、Mn=1 1/gnは、第 2のホログラムの1次回折光の焦点距離の逆数、
    Mは整数) で表わされる第2のホログラムを第3の平面波で
    照射して得られる0次以外の次数の回折光との干
    渉により生成した干渉縞を記録媒体に記録するこ
    とを特徴とするホログラムの製造方法。
JP7741580A 1980-06-09 1980-06-09 Production of hologram Granted JPS574083A (en)

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KR950000047Y1 (ko) * 1990-08-30 1995-01-07 주식회사 금성사 코일형상의 고저항체를 가지는 음극선관

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