JPH02256086A - コピーホログラム作成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術　　　　第１８図乃至第２１図発明が解決し
ようとする課題 課題を解決するための手段　　第１図・第２図作用 実施例 コピーホログラム作成後の測定 第３図乃至第１２図 コピーホログラム作成中の測定 第１３図乃至第１７図 発明の効果 ［概要］ コピーホログラム作成方法に関し、 マスタホログラムを新規に作成するときの露光系ではな
く、マスタホログラムからコピーボログラムを作成する
過程における系の位置的な安定度を測定する装置を提供
することを目的とし、マスタホログラムにコヒーレント
光を照射し、該ホログラムからの透過光と回折光を干渉
させてコピーホログラムを得るコピーホログラム作成用
露光系において、マスタホログラムと得られたコピーホ
ログラムとを重ねて保持する保持器と、−方向からマス
タホログラムに照射した光が、両ホログラムで透過回折
した光、またはマスタホログラムは透過してから反射し
た光を干渉させ、得られた干渉縞を観測する観測器とで
観測することで構成する。

し産業上の利用分野］ 本発明はホログラム露光系が位置的に安定していること
を測定する装置に関する。

従来マスタホログラムを作成するとき、同時に露光系の
安定度を測定することは実行されているが、マスタホロ
グラムのコピーホログラムを作成するときの系の安定度
を測定する技術を開発することが要望された。

［従来の技術］ マスタホログラムを作成すること、即ちホログラムを当
初に作成することは、直接露光法によりＵ潔に実行され
、そのときの露光系の安定度も容易に測定することが出
来る。第１８図はそのような測定装置を示す図である。

第１８図において、１はレーザ光の光源、２は第１のハ
ーフミラ−３，３′はレンズ、４はミラー、５はホログ
ラム乾板、６は第２のハーフミラ−７はＴＶカメラ、８
はモニタ受像機を示す。レーザ光は光源１がら出て第１
のハーフミラ−２により、一部は反射し一部は透過する
。透過光はレンズ３によって拡大された後、乾板５に照
射される。反射した一部の光はミラー４により曲げられ
た後、レンズ３′によって拡大され、再び乾板５の方向
に照射される。

乾板５の表面における前者と、後者の２光束は互いに干
渉して、干渉縞で構成するホログラムを作成している。

即ち、乾板上に屈折率がｎ、とｎ２の縞を交互に配置し
た縞模様を作ることである。そのようなホログラムとし
て高品質のものを得るためには、当然、作成中において
、前記２光束の相対位置・角度が安定していることが必
要である。

安定度を測定するため、各光束の一部を第２のハーフミ
ラ−６により取り出し、ＴＶカメラ７のレンズ面におい
て干渉させて、別の干渉縞を得てぃる。この干渉縞をモ
ニタ受像機８で観測すると、第１９図Ａに示すように干
渉パターンが得られる。

このパターンは前記光源１や第１・第２のハーフミラ−
２，６、ホログラム乾板５について、相対位置・光の入
射・出射角度が僅かでも動くとき、第１９図Ｂのように
なり、更に動くと第１９図Ａに戻る。このようなことを
繰り返すと、良好なホログラムを得ることが出来ない。

何故ならばホログラムに記録される干渉縞は通常０．５
〜１μｍ程度と非常に細かいため、前述の１つでも相対
的位置にずれがあると、干渉縞がつぶれてしまうからで
ある。第２０図に示すように２方向からの光について波
長をλ、照射点における入射角を垂直線から図の方向に
測定してθ１．θ２とするとき干渉縞のピッチｄは、 ｄ＝λ／　（ｓｉｎθ、−５ｉｎθｔ）の式によって計
算した値になるから、θが共に大きく斜め方向から照射
すると、より細かいピッチの縞が得られる。ピッチが細
かくなる程、系の安定性が問題となる。現在では露光系
全体を空気で浮上させるなどの手段によって安定化させ
ている。

系の安定度測定のためＴＶカメラ７で撮像するとき、干
渉縞が細か過ぎると目視することが出来ないか、ら、第
１８図に示すように第２のハーフミラ−６で再び合成し
、角度差を小さくする方法を採用している。

一方、正常状態で得られたホログラムについてそのコピ
ーが欲しいとき、マスタホログラムをコピーすれば良く
、レーザ光を使用して量産も可能である。このとき、第
２１図に示すようにマスタホログラム９とコピーホログ
ラム用乾板１ｏとを保持器１１に上下重ねて配置し、レ
ーザ光のようなコヒーレント光を光源１から得てマスタ
ホログラム９に照射する。マスタホログラム９により透
過したレーザ光と回折したレーザ光とはコピーホログラ
ム用乾板１０の上において干渉し、マスタホログラム９
と同一の干渉縞を作成する。即ち、マスタホログラム９
に入射した光線束（ａ）は、マスタホログラム９を透過
して光線（ａ）′になると同時に、光線束（ａ）　”と
いう回折光を発生する。光線束（ａ）　”と（ａ）′は
、コピーホログラム作成用乾板１゜の上において干渉し
、マスタホログラム９と同一の干渉縞を形成する。マス
タホログラム９とコピーホログラム作成用乾板１ｏとは
保持器１１内に上下重ねて配置され、両者間の間隔はレ
ーザ光光源とマスタホログラム９との間隔と比較して極
めて小さいから、両者の相対振動は殆ど起こらないと考
えて良い。

［発明が解決しようとする課題］ 前述のようにコピー露光は極めて安定に行われると考え
られるが、マスクとコピーの間に僅がでも相対振動があ
ると、良好なホログラムが得られないことは、直接露光
の場合と同様である。したがってコピー露光系について
も安定度評価は必要である。コピーホログラム作成用露
光系について、その位置安定度を測定するとき従来の第
１８図に示す露光系測定装置は使用することが出来ない
。

それは第２１図に示すように、コピーホログラム作成用
乾板１０がマスタホログラム９の下方に近接して位置し
ているからである。現在までに第２１図の露光系につい
ての測定装置は適当なものが存在しない。

本発明の目的はそのため、マスタホログラムからコピー
ホログラムを作成する過程における系の位置的安定度を
測定する装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理構成を示す図である。第１図にお
いて、１はレーザ光の光源、９はマスタホログラム、１
３はコピーホログラム、１１は保持器、１２は干渉縞を
観測する観測器を示す。

マスタホログラム９にコヒーレント光を照射し、該ホロ
グラム９からの透過光と回折光を干渉させてコピーホロ
グラム１３を得るコピー系ログラム作成方法において、
本発明は下記の構成としている。即ち、 マスタホログラム９と得られたコピーホログラム１３と
を重ねて保持する保持器１１と、一方向からマスタホロ
グラム９に照射した光が、両ホログラム９．１３で透過
回折した光または反射した光を干渉させ、得られた干渉
縞を観測することにより露光光学系の振動を検査する工
程を含んで構成する。

また第２図は他の発明の原理構成を示す図である。第２
図において、１０はコピーホログラム作成用乾板、１４
．１５は反射型ホログラムで、他の第１図と同一符号は
同様なものを示す。即ち、この発明においては、 コピーホログラムを作成する乾板１０の側方に設けた第
１反射型ホログラム１４と、マスタホログラム９の側方
で第１反射型ホログラム１４と対向する位置に設けた第
２反射型ホログラム１５と、第１・第２反射型ホログラ
ム１４．１５からそれぞれ回折した光を干渉させ、得ら
れた干渉縞を観測することにより露光光学系の振動を検
査する工程を含んで構成する。

［作用］ コピーホログラム作成露光系の安定度を測定するときは
、まず、保持器１１にマスタホログラム９と既に作成済
みのコピーホログラムＩ３とを重ねて配置する。次にレ
ーザ光源１からのレーザ光をマスタホログラム９に照射
し、露光系の位置安定度を測定するように、マスタホロ
グラム９とコピーホログラム１３とで透過回折または透
過・反射した光を干渉させる。得られた干渉縞は観測器
１２で観測する。この観測器１２において、干渉縞が変
化せずに安定しているときは、露光系の位置が安定して
いることを示している。

また、コピーホログラムを作成中において、系の安定度
を測定するときは、反射ホログラム１４゜１５をマスタ
ホログラムとコピーホログラム作成用乾板の、それぞれ
側方に置き、コピー作成用レーザ光をマスタホログラム
９と反射型ホログラム１４の両者に照射する。反射型ホ
ログラム１４に照射する光はコピー用光の一部を使用す
る。そのため反射型ホログラム１４．１５によＪ９透過
・回折させた光を干渉させて、観測器１２により干渉縞
を観測すれば系の安定度をコピーホログラム作成中にお
いて測定できる。

更には各ホログラムで反射した光の各１本を干渉させて
干渉縞を得ることでも良い。

［実施例］ 第３図は本発明の実施例を示す構成図である。

第３図において、１６は保持器１１下方に設けられた孔
、１７はマスタホログラム９に対するガラス基板、１８
はコピーホログラム１３に対するガラス基板を示してい
る。ホログラムは基板１７゜１８上に作成され数μｍと
極めて薄いが、両者は対向するように保持器１１に納め
られている。系の安定度を測定するため、レーザ光をマ
スタホログラム９に照射する。コピーホログラムとの両
ホログラムにおける光線の回折などを説明するための第
４図に示す拡大説明図において、マスタホログラム９に
おける回折光を実線ｔａ＋と、透過光を破線（ｂ）とす
る。このとき透過光の破線（ｂｌがコピーホログラム１
３において回折し、１点鎖線（Ｃ）で示す回折光を得る
。回折光（ａ）と（Ｃ）とはその一部が孔１６を経て保
持器１１の外方へ出て干渉するから、ＴＶカメラ７によ
り干渉縞を観測する。ＴＶカメラ７は図示しないモニタ
受像機と接続されて、両者で観測器１２を構成する。干
渉縞としては第５図Ａに示すものが得られて、そのまま
変化しなければ系の安定度が良好であると判断できる。

若し第５図Ａのパターンが第５図Ｂに変化すると、その
ことは第４図に示す干渉縞（縦線の区画）が若干糸か右
に動くこと、即ちマスク・コピー両ホログラムの相対位
置が動くことである。更に第５図Ｂから第５図Ａに戻る
ことは干渉縞の移動量が第４図に示す縦線の１ピツチだ
け生じたことを示す。

次に第６図は本発明の第２実施例として、第３図の装置
の改良型を示す。第６図において、１９は鏡蓋着面で、
コピーホログラム基板１８の裏面に設けたものを示す。

この場合は第４図に示す回折光（ａ）と（Ｃ１とが鏡面
１９で反射され、基ログラム９．１３を透過して、レー
ザ光源側に設けられたＴＶカメラ７により、干渉縞を観
測することが出来る。干渉縞パターンの安定度の判断は
第５図の場合と同一である。第６図は第３図と比較して
、保持器１１に対し孔開けの加工をする必要がないため
有利である。

第７図は本発明の第３実施例を示す図である。

第７図において、実線（ｄｌと破線（ｅｌはマスタホロ
グラム９とコピーホログラム１３より反射回折した光を
示す。第８図は両ホログラムにおける反射回折した光の
拡大説明図であって、レーザ光がマスタホログラム９に
入射されたとき、マスタホログラム９において回折した
光を実線（ａ）、透過光を破線（ｂｌ、コピーホログラ
ム１２において回折した光を１点破線（Ｃ１と示すこと
は第４図と同一であるが、第８図においては、入射光の
一部がマスタホログラム９において反射回折光となり、
実線（ｄ）と示している。また破ｖＡ（′ｂ）がコピー
ホログラム１３において反射回折光となり、これはマス
タホログラム９を透過して破ｖＡ（ｅ）となる。第９図
に示すようにホログラム９の法線（１点鎖線）に対する
回折角αと反射回折角βとは等しい関係にある。ＴＶカ
メラにおいて干渉縞パターンを得て安定度を判断するこ
とは第５図の場合と同様である。このとき第７図に示す
反射回折光は第６図に示す回折・反射光と比較して通常
は微弱となっている。そのためＴＶカメラ７としてより
高感度のものを準備する必要がある。

第３図・第６図・第７図に示す構成において、同一のマ
スタホログラムが２枚あれば、コピーホログラムの代わ
りにマスタホログラムを重ねて使用することも出来る。

次に第１０図は、本発明の第４実施例とし′Ｃマスタホ
ログラム及びコピーホログラムから反射した各１本の反
射光を干渉させて測定する場合を示している。第１０図
において、２１．２２はＡＲコートと言われる反射防止
膜を示し、ホログラムのガラス基板に被覆したものであ
る。作成済みのコピーホログラム１３にマスタホログラ
ム９を重ねて保持し、マスタホログラム９に入射したレ
ーザ光は、直ぐ反射する反射光（ｆｌと、透過光（ｇ）
とに分かれる。透過光（ａは反射防止膜２１により反射
することなく透過し、コピーホログラム１３との隙間を
通ってコピーホログラム１３に到る。そしてコピーホロ
グラム１３の表面において反射し反射光（ｈ）を生じる
。反射光（ｆ）、　（ｈ）を干渉させた後、ＴＶカメラ
７により干渉縞を観測し、両ホログラム間の位置的安定
度を求めることは、第３実施例までの処理と同じである
。

次に第１１図は第４実施例の変形を示す図である。第１
１図において、２３は屈折率マツチング液を示す。即ち
、ホログラムを形成している乳剤とガラス基板の屈折率
と略等しい屈折率の液体をマスタホログラム９とコピー
ホログラム１３との間に介在させ、両ホログラムを一体
化させている。

マツチング液としては大同化学株式会社製の「ｎ−オク
タン」を−例として挙げることが出来る。

第１１図において、入射したレーザ光はマスタホログラ
ム９を透過し、透過光（ｇ）はマツチング液２３を素通
りしてコピーホログラム１３の反対側において反射して
反射光０）となる。反射光（ｊｌはマツチング液２３と
マスタホログラム９を素通りしてマスタホログラム９に
おける当初の反射光（ｆｌと干渉する。

第１２図は本発明の第５の実施例を示す図である。第１
２図において、コピーホログラム１３は球面波を使用し
マスタホログラム９についてコピーをしたものとする。

平面波を使用してコピー処理を行う場合と比較し、コピ
ーホログラムの干渉縞が細かく、且つ全体にわたり間隔
が揃っている。

次に第１２図に示すように平面波をマスタホログラム９
の上方から照射する。光線（ｍ）はマスタホログラム９
において回折し、光線（０）はマスタホログラム９を透
過する。次に（（２）はコピーホログラムを透過し、（
ｎ）はコピーホログラムで回折する。両回折光をホログ
ラムの外で干渉させてＴＶカメラ７により観測する。そ
のとき得られた干渉縞の間隔は、従来の平面波でコピー
したときより拡がっていて観測がし易い。

次に第１３図以降はコピーホログラムの作成中における
系の安定度測定装置を示す。第１３図は本発明の第６実
施例の概略を示す側面図で、モニタ用レーザ光源２０を
使用する。第１３図において、コピーホログラム作成用
乾板１０は基板１８の上に設けておき、基板１７の下面
にマスタホログラム９を設けておき、基板１７の斜め上
方からコピー用レーザ光を照射すれば、コピーホログラ
ムを作成することが出来る。今、モニタ用レーザ光源２
０からのレーザ光をハーフミラ−２とミラー４とを介し
て、基板１７．１８の側方から互いに平行入射させる。

そして基板１７．１８を出射した光をミラー４、ハーフ
ミラ−６を介して混合し干渉させるとき、カメラ７によ
り干渉縞を観測することができる。モニタ用レーザ光と
してはコピー用ホログラム作成用乾板１０に対し露光感
度が悪いような、例えば色の違った光を使用すれば、コ
ピー作業に影響を与えないため好都合である。

干渉縞による安定度の判断は第５図の場合と同様である
。第１４図は第１３図に対応する上面図であり、レーザ
光線は全て１本のみ示していて、他方は略その下に位置
している。

第１５図は本発明の第７実施例の構成を示す側面図であ
る。第１５図において、レーザ光の光源１からの光線は
マスタホログラム９を介して、コピーホログラム作成用
乾板１０に対しコピー光として照射され、コピーホログ
ラムを作成する。また反射型ホログラム１４．１５に対
してコピー光の一部が照射される。このとき第１６図の
拡大図に示すように、コピー光ＩＯの一部は第２反射型
ホログラム１５において、回折したＭｒと、透過したＭ
ｔが存在する。そして第１反射型ホログラム１４では前
記透過したＭｔが入射して、回折光Ｃｒと透過光Ｃｔと
なる。ここで２つの回折光ＭｒとＣｒとを干渉させてＴ
Ｖカメラ７において観測すれば、第５図に示すパターン
により露光系の安定度を測定することが出来る。なお、
第１反射型ホログラム１４と、第２反射型ホログラム１
５について、それらの形状は同一で、レーザ光に対する
透過効率と反射効率はほぼ同じとすることが良く、それ
ぞれホログラムの側方で、基板１７１８の端縁側に配置
されている。そのため反射型ホログラムによる干渉縞の
測定によりコピーホログラムを得るための系の安定度も
同一のものとして測定出来る。また、２枚の反射型ホロ
グラムの透過・反射効率を変えれば、回折光Ｍｒ、Ｃｒ
を等しい値に出来る。例えば第２反射型ホログラムは入
射光について１７３回折、　２／３透過として、第１反
射型ホログラムは１７２回折、１／２透過とする。

次に第１７図は第１５図についての改良型実施例を示す
図である。第１７図における第１反射型ホログラム１４
は基板１８の端ではなく、保持器１１の一部に置かれ、
且つコピーホログラム作成用乾板１０と同一水平面上に
配置される。この場合はマスタホログラム９と、コピー
ホログラム作成用乾板１０との間の安定度を直接観測し
ていないが、第１反射型ホログラム１４の位置がコピー
ホログラム作成用乾板ｌＯより大きく離れていないから
、コピー乾板に対する系の安定度を測定しているとして
良い。

［発明の効果］ このようにして本発明によると、干渉縞を観測すること
により、ホログラム作成用露光系の安定度につき目視し
て測定することが出来る。干渉縞の変化状況により、露
光系の安定度を数値的に測定することも出来るから、コ
ピーホログラム製品の性能を評価することに有効である
。

【図面の簡単な説明】

第１図・第２図は本発明の原理構成を示す図、第３図は
本発明の実施例を示す構成図、第４図・第５図は第３図
の動作説明図、第６図・第７図は本発明の他の実施例を
示す構成図、 第８図・第９図は第７図の動作説明図、第１０図〜第１
４図は本発明の他の実施例を示す構成図、 第１５図は本発明の他の実施例を示す図、第１６図は第
１２図の動作説明図、 第１７図は本発明の他の実施例を示す図、第１８図は従
来の直接露光系安定度の測定装置を示す図、 第１９図・第２０図は第１５図の動作説明図、第２１図
は従来のコピーホログラム作成装置を示す図である。 １−・・レーザ光の光源 ９・・・マスタホログラム １０−・コピーホログラム作成用乾板 １−保持器 ２−・−観測器 ３−・コピーホログラム ４−第１反射型ホログラム ５−・・第２反射型ホログラム

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 I 、マスタホログラム（９）にコヒーレント光を照射
   し、該ホログラム（９）からの透過光と回折光を干渉さ
   せてコピーホログラム（１３）を得るコピーホログラム
   作成方法において、 マスタホログラム（９）と得られたコピーホログラム（
   １３）とを重ねて保持する保持器（１１）と、一方向か
   らマスタホログラム（９）に照射した光が、両ホログラ
   ム（９）（１３）で透過回折した光、またはマスタホロ
   グラム（９）は透過してから反射した光を干渉させ、得
   られた干渉縞を観測することにより露光光学系の振動を
   検査する工程を含むこと を特徴とするコピーホログラム作成用露光系の位置安定
   度測定装置。 II、請求項 I 項において、一方向からマスタホログラ
   ムに照射した光を各ホログラムで反射させ、各１本の反
   射光を干渉させることを特徴とするコピーホログラム作
   成方法。 III、マスタホログラムに対し球面波を使用してコピー
   ホログラムを作成し、そのコピーホログラムをマスタホ
   ログラムと重ねて保持し、マスタホログラムに平面波を
   照射して、両ホログラムで透過回折した光を干渉させ、
   得られた干渉縞を観測器により観測することにより露光
   光学系の振動を検査する工程を含むことを特徴とするコ
   ピーホログラム作成用露光系の位置安定度測定装置。 IV、マスタホログラムにコヒーレント光を照射し、該ホ
   ログラムからの透過光と回折光を干渉させてコピーホロ
   グラムを得るコピーホログラム作成方法において、 コピーホログラムを作成する乾板の基板と、マスタホロ
   グラム基板との各側面から入射するモニタ用レーザ光の
   光源と、 前記乾板とマスタホログラム各基板より出射するレーザ
   光を干渉させて得られた干渉縞を観測することにより露
   光光学系の振動を検査する工程を含むこと を特徴とするコピーホログラム作成方法。 Ｖ、マスタホログラムにコヒーレント光を照射し、該ホ
   ログラムからの透過光と回折光を干渉させてコピーホロ
   グラムを得るコピーホログラム作成方法において、 コピーホログラムを作成する乾板の側方に設けた第１反
   射型ホログラムと、 マスタホログラムの側方で第１反射型ホログラムと対向
   する位置に設けた第２反射型ホログラムと、 第１・第２反射型ホログラムからそれぞれ反射した光を
   干渉させ、得られた干渉縞を観測することにより露光光
   学系の振動を検査する工程を含むこと を特徴とするコピーホログラム作成方法。