JPH0277782A - Formation of hologram - Google Patents
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
- G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
- G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
- G03H1/0402—Recording geometries or arrangements
- G03H2001/0439—Recording geometries or arrangements for recording Holographic Optical Element [HOE]
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
ホログラムの作成方法に係り、特に回折効率の高いホロ
グラムを安定に作成する方法に関し、露光時の振動や空
気の揺らぎなどの外乱を除去することによって、高性能
な回折効率の優れたホログラムを作成する方法を提供す
ることを目的とすし、
コヒーレントな一つの光線束を一つの透明屈折体を透過
させることによって波面の異なる2光線束に分割し、該
2光線束を乾板上で干渉させてホログラムを作成する方
法であって、
前記透明屈折体は、少なくとも一方が前記−つの光線束
に対する屈折面となる二つの表面を有し、前記−つの光
線束の波面を前記二つの表面にまたがって通過させて二
つの波面に分割し、該分割された二つの波面を、該透明
屈折体に近接配置した乾板上で干渉させることにより干
渉縞を記録する構成である。[Detailed Description of the Invention] [Summary] This relates to a method for creating a hologram, particularly a method for stably creating a hologram with high diffraction efficiency. The purpose of this project is to provide a method for creating a hologram with excellent diffraction efficiency, in which one coherent beam is divided into two beams with different wavefronts by passing through one transparent refractor, and the two beams are divided into two beams with different wavefronts. A method for creating a hologram by interfering bundles on a dry plate, wherein the transparent refractor has two surfaces, at least one of which serves as a refracting surface for the two bundles of rays, and the wavefront of the two bundles of rays forms a hologram. is passed across the two surfaces to be divided into two wavefronts, and the two divided wavefronts are caused to interfere on a dry plate placed close to the transparent refractor, thereby recording interference fringes. .
本発明はホログラムの作成方法に係り、特に回折効率の
高いホログラムを安定に作成する方法に関する。The present invention relates to a method for creating a hologram, and particularly to a method for stably creating a hologram with high diffraction efficiency.
ホログラムはバーコードリーグ用レーザスキャナ、プリ
ンタ用レーザスキャナ、各種センサあるいは光学機器な
どに広く用いられている。Holograms are widely used in barcode league laser scanners, printer laser scanners, various sensors, and optical equipment.
第5図は、従来のホログラムの一般的な作成方法を示す
図である。図においてレーザ光源33からのコヒーレン
ト光ビームをハーフミラ−などのビームスプリンタ34
で二つのビームに分割し、ミラー35 、36で反射さ
せて両ビームに所定の角度をもたた後、波面を形成する
レンズ系37.38 (図ではレンズ系37で平面波、
レンズ系38で発散球面波を形成している)を介して二
つの光線束とし、感光剤を塗布した乾板31を両光線束
で照射して干渉させる。そして乾板の現像処理を行うこ
とにより、屈折率や透過率の分布として干渉縞が記録さ
れたホログラムを得る。FIG. 5 is a diagram showing a general method for creating a conventional hologram. In the figure, a coherent light beam from a laser light source 33 is transferred to a beam splitter 34 such as a half mirror.
The lens system 37, 38 splits the beam into two beams, reflects them by mirrors 35 and 36, and forms a wavefront after forming a predetermined angle between the two beams.
A lens system 38 forms a diverging spherical wave) into two beams, and a dry plate 31 coated with a photosensitizer is irradiated with both beams to cause interference. By developing the dry plate, a hologram in which interference fringes are recorded as a distribution of refractive index and transmittance is obtained.
この場合上記光学系は空気中に、防振対策を施した剛性
の高い光学定盤等の上に各光学素子を配 −置して、二
つの光路を形成するのが通常であった。In this case, the above-mentioned optical system usually has two optical paths formed by arranging each optical element in the air on a highly rigid optical surface plate or the like provided with anti-vibration measures.
回折効率の優れたホロゲラムダラムを得るためには、記
録された干渉縞が鮮明であることが望ましい。このため
には、露光時間中にわたって、干渉縞が変化しないよう
2光線束の光路差や相対角度を一定に保つ必要がある。In order to obtain a hologram duram with excellent diffraction efficiency, it is desirable that the recorded interference fringes be clear. For this purpose, it is necessary to keep the optical path difference and relative angle of the two beams constant throughout the exposure time so that the interference fringes do not change.
しかるに、前記従来の光学系を用いたホログラム作成方
法においては、ビームスプリンタにより分割された後の
2光線束が、空気中を比較的長い距離通過するので気圧
や温度の揺らぎによる光路内の局部的な屈折率変動や、
定盤の振動による微小変形などで光路長が変化し、露光
時間中、両光線束間の実質的光路差を厳密に一定に保つ
ことが困難であった。このため記録された干渉縞が鮮明
でなくなり、回折効率が低下するという問題があった。However, in the hologram creation method using the conventional optical system, the two beams after being split by the beam splinter pass through the air for a relatively long distance, so local fluctuations in the optical path due to fluctuations in air pressure and temperature occur. refractive index fluctuation,
The optical path length changes due to minute deformations caused by vibration of the surface plate, and it is difficult to keep the substantial optical path difference between the two beams strictly constant during the exposure time. For this reason, there was a problem in that the recorded interference fringes were not clear and the diffraction efficiency decreased.
本発明は上記問題点に鑑み創出されたもので、露光時の
振動や空気の揺らぎなどの外乱を除去することによって
、高性能な回折効率の優れたホログラムを作成する方法
を提供することを目的とする。The present invention was created in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for creating a high-performance hologram with excellent diffraction efficiency by removing disturbances such as vibrations and air fluctuations during exposure. shall be.
第1図は本発明のホログラム作成方法を示す原理図であ
る。FIG. 1 is a diagram showing the principle of the hologram creation method of the present invention.
上記問題点は解決するため、本発明のホログラム作成方
法は、第1図に示す如く、
コヒーレントな一つの光線束1を一つの透明屈折体2を
透過させることによって波面の異なる2光線束に分割し
、該2光線束を乾板3上で干渉させてホログラムを作成
する方法であって、前記透明屈折体2は、少なくとも一
方が前記−つの光線束1に対する屈折面となる二つの表
面21.22を有し、前記−つの光線束1の波面を前記
二つの表面21.22にまたがって通過させて二つの波
面に分割し、該分割された二つの波面を、該透明屈折体
に近接配置した乾板3上で干渉させることにより干渉縞
を記録することを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, the hologram creation method of the present invention, as shown in FIG. In this method, a hologram is created by interfering the two light beams on a dry plate 3, in which the transparent refractor 2 has two surfaces 21 and 22, at least one of which serves as a refraction surface for the two light beams 1. , the wavefronts of the two light ray bundles 1 are passed across the two surfaces 21 and 22 to be divided into two wavefronts, and the two divided wavefronts are arranged close to the transparent refracting body. It is characterized by recording interference fringes by causing interference on a dry plate 3.
同一透明屈折体に二つの入射面または出射面が一体的に
形成されているので、一つの光線束から二つの光線束に
波面を分割する光学素子間の幾何学的相対関係(距離、
角度)の変化が極めて小さいので二つの光線束の間の光
路差の変動が小さくい。Since two entrance or exit surfaces are integrally formed on the same transparent refractor, the geometric relative relationship (distance,
Since the change in angle) is extremely small, the variation in the optical path difference between the two beams is small.
そして入射面で分割する場合は、分割後の二つの光線束
が乾板面に到達するまでの光路の大部分は透明屈折体中
にあること、また出射面で分割する場合は、出射面の近
傍に乾板が設けられていてことなどにより、分割後の2
光線束が空気中を伝播する距離が極めて短いので空気の
揺らぎによる光路差の変動が小さい。When splitting at the entrance plane, most of the optical path of the two split beams until they reach the dry plate surface is within the transparent refractor, and when splitting at the output plane, the majority of the optical path is in the vicinity of the output plane. Due to the fact that a dry plate is provided in the
Since the distance that the light beam propagates through the air is extremely short, fluctuations in the optical path difference due to fluctuations in the air are small.
従って鮮明に干渉縞を記録することが可能となり回折効
率の優れたホログラムを作成することができる。Therefore, it is possible to clearly record interference fringes, and it is possible to create a hologram with excellent diffraction efficiency.
以下添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
第2図は本発明の第一の実施例を示す図、第3図は第二
の実施例を示す図、第4図は第三の実施例を示す図であ
る。FIG. 2 shows a first embodiment of the invention, FIG. 3 shows a second embodiment, and FIG. 4 shows a third embodiment.
第2図において、2はガラスなどの透明屈折体で第一の
平面21とこれに鈍角で接する第二の平面22とが上面
に形成されおり、下面は第一の平面に平行な平面23に
なっている。In FIG. 2, 2 is a transparent refractive material such as glass, and has a first plane 21 and a second plane 22 that is in contact with the first plane at an obtuse angle formed on the top surface, and a plane 23 parallel to the first plane on the bottom surface. It has become.
■はレーザなどのコヒーレント光源からの光ビームをコ
リメータ等を通過させて形成した平面波面を有する一つ
の光線束で、透明屈折体2の第一の平面21に垂直に、
かつ第二の平面にもまたがって、透明屈折体2に入射さ
せる。すると透明屈折体2に入射した光線束のうち、平
面21がら入射した光線束11は屈折せずに透明屈折体
2中を直進し第三の平面23がら空気中に出射して平面
波面を有する第一の光束11となる。また第二の平面2
2には入射角θで入射するため平面22は屈折面となり
、この平面に入射した光線束12は、透明屈折体2中で
第一の光線束に対して所定に傾斜した第二の光線束12
となって下面23から出射する。(2) is a beam of light having a plane wavefront formed by passing a light beam from a coherent light source such as a laser through a collimator, etc., which is perpendicular to the first plane 21 of the transparent refractor 2.
The light is also made to enter the transparent refractive body 2 across the second plane. Then, among the light beams that have entered the transparent refracting body 2, the light beam 11 that has entered the plane 21 travels straight through the transparent refracting body 2 without being refracted, and exits into the air through the third plane 23, having a plane wavefront. This becomes the first luminous flux 11. Also the second plane 2
2 at an incident angle θ, the plane 22 becomes a refracting surface, and the ray bundle 12 incident on this plane forms a second ray bundle tilted at a predetermined angle with respect to the first ray bundle in the transparent refractor 2. 12
The light is emitted from the lower surface 23.
二つの平面21.22の角度と面の大きさを適切に定め
れば、透明屈折体の二つの表面にまたがって入射した一
つの光線束は、所望の傾き角度で異なった波面を有する
二つの光線束に分割され、透明屈折体中を伝播し同一領
域がら互いに重なって空気中に出射して波面が干渉する
。If the angles and surface sizes of the two planes 21 and 22 are appropriately determined, one beam of light incident across the two surfaces of the transparent refractor will form two beams with different wavefronts at the desired inclination angle. The beam is split into a bundle of rays, propagates through a transparent refractor, overlaps each other in the same area, and exits into the air, where the wavefronts interfere.
3は感光剤が塗布された乾板で、第三の平面23に近接
して、好ましくは密着して配置されており、透明屈折体
2から出射した第一の光線束11と第二の光線束12と
で露光されて両光線束の光路差に対応した干渉縞が記録
される。Reference numeral 3 denotes a dry plate coated with a photosensitizer, which is disposed close to, preferably in close contact with, the third plane 23, and is arranged so that the first beam 11 and the second beam bundle emitted from the transparent refractive body 2 12, and interference fringes corresponding to the optical path difference between the two beams are recorded.
この場合透明屈折体2は、剛性の大きい一つの固体であ
るため入射面の相対位置関係は一定に保たれ、又波面分
割後の両光線束は空気中を殆ど通らないので空気の揺ら
ぎ等の影響をうけることがなく、従って光路差の時間的
変動が少なく鮮明な干渉縞が記録される。In this case, since the transparent refracting body 2 is a solid body with high rigidity, the relative positional relationship between the incident surfaces is kept constant, and since the two ray bundles after wavefront division hardly pass through the air, fluctuations in the air, etc. Therefore, clear interference fringes are recorded with little temporal variation in optical path difference.
また一体の透明屈折体2で2光線東干渉系が形成されて
いるので経時変化が少なく、同一ホログラムを量産する
場合などに再現性がよく特性の揃ったホログラムを作成
することができる。Furthermore, since the two-beam east interference system is formed by the integrated transparent refractor 2, there is little change over time, and when mass-producing the same hologram, it is possible to create holograms with good reproducibility and uniform characteristics.
第3図は第二の実施例を示す図で、透明屈折体2に光線
束1が入射する二つの表面の一方を凸レンズ面24とす
ることにより、分割後の第一の光線束13の波面を球面
波としたもので、このように入射する二つの表面の一方
または両方を、平面や凸レンズ面、あるいは凹レンズ面
とすることにより種々の波面の2光線束を干渉させて、
目的に応したホログラムを形成することができる。FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment, in which one of the two surfaces on which the light beam 1 is incident on the transparent refracting body 2 is a convex lens surface 24, so that the wavefront of the first light beam 13 after division is changed. is a spherical wave, and by making one or both of the two incident surfaces a plane, a convex lens surface, or a concave lens surface, the two beams of various wavefronts are made to interfere,
It is possible to form a hologram according to the purpose.
第4図は第三の実施例を示すもので、透明屈折体2の上
面の一つの平面25がら垂直に入射した平面波光線束1
を、波面に対して異なる角度を有する二つの平面の表面
26.27にまでがって出射させて二つの光線束14.
15を得るもので、この場合でも両層折面が固体上に一
体的に形成されていること及び乾板3との間の距離が短
いことがら光路差の時間変動が小さ〈従来例に比べて、
鮮明なホログラムを得ることができる。FIG. 4 shows a third embodiment, in which a plane wave ray bundle 1 perpendicularly enters one plane 25 on the upper surface of the transparent refractor 2.
are emitted across two plane surfaces 26 and 27 having different angles with respect to the wavefront to form two bundles of rays 14.
15, and even in this case, because the folding surfaces of both layers are integrally formed on the solid and the distance between them and the dry plate 3 is short, the time fluctuation of the optical path difference is small (compared to the conventional example). ,
A clear hologram can be obtained.
なお上記では透明屈折体に入射するーっの光線束として
平面波面を有する平行光線束について述べたが、平面波
の代わりに必要に応じ−ζ集束球面波や、拡散球面波の
光線束を用いることができ、同様の効果が得られる。In the above, a parallel ray bundle having a plane wavefront was described as a ray bundle incident on a transparent refractor, but instead of a plane wave, a ζ convergent spherical wave or a diffuse spherical wave ray bundle may be used as necessary. can be done and the same effect can be obtained.
以上説明した如く、本発明によれば、露光時に振動や空
気の揺らぎなどの外乱の影響を受けないので鮮明な干渉
縞を有する回折効率の優れたポログラムを作成すること
が可能となり、ホログラム応用装置の高性能化に貢献す
ることが顕著である。As explained above, according to the present invention, since it is not affected by disturbances such as vibrations and air fluctuations during exposure, it is possible to create a porogram with clear interference fringes and excellent diffraction efficiency, and a hologram application device It is remarkable that it contributes to higher performance.
第1図は、本発明のホログラム作成方法を示す原理図、
第2図は、第一の実施例を示す図、
第3図は、第二の実施例を示す図、
第4図は、第三の実施例を示す図、
第5図は、従来のホログラム作成方法を示す図、である
。
図において、
1−一−一つの光線束、 lL12−波面分割後の
光線束、 2−透明屈折体、21.2
2,23,24.25−透明屈折体の表面、3−ホログ
ラムの乾板、
第30
2’5
IFIG. 1 is a diagram showing the principle of the hologram creation method of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the first embodiment, FIG. 3 is a diagram showing the second embodiment, and FIG. 4 is a diagram showing the second embodiment. FIG. 5 is a diagram showing a conventional hologram creation method. In the figure, 1-1-one ray bundle, 1L12- ray bundle after wavefront division, 2-transparent refractor, 21.2
2, 23, 24. 25 - Surface of transparent refractor, 3 - Dry plate of hologram, No. 30 2'5 I
Claims (1)
折体(2)を透過させることによって波面の異なる2光
線束(11、12)に分割し、該2光線束を乾板面で干
渉させてホログラムを作成する方法であって、 前記透明屈折体(2)は、少なくとも一方が前記一つの
光線束(1)に対する屈折面となる二つの表面(21、
22または26、27)を有し、前記一つの光線束(1
)の波面を前記二つの表面(21、22または26、2
7)にまたがって通過させて二つの波面に分割し、該分
割された二つの波面を、該透明屈折体(2)に近接配置
した乾板(3)上で干渉させることにより干渉縞を記録
することを特徴とするホログラム作成方法。 2、光線束の入射面に二つの屈折面(21、22)を有
する透明屈折体(2)を使用することを特徴とする請求
項1記載のホログラム作成方法。 3、光線束の出射面に二つの屈折面(26、27)を有
する透明屈折体(2)を使用することを特徴とする請求
項1記載のホログラム作成方法。[Claims] 1. One coherent beam (1) is divided into two beams (11, 12) with different wavefronts by passing through one transparent refractor (2); A method of creating a hologram by interfering with a dry plate surface, the transparent refracting body (2) having two surfaces (21,
22 or 26, 27), and the one ray bundle (1
) on the two surfaces (21, 22 or 26, 2
7) and is split into two wavefronts, and the two split wavefronts are caused to interfere on a dry plate (3) placed close to the transparent refractor (2), thereby recording interference fringes. A hologram creation method characterized by: 2. The hologram production method according to claim 1, characterized in that a transparent refractor (2) having two refracting surfaces (21, 22) is used on the incident surface of the light beam. 3. The hologram production method according to claim 1, characterized in that a transparent refractor (2) having two refracting surfaces (26, 27) is used on the exit surface of the light beam.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22951588A JPH0277782A (en) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | Formation of hologram |
Applications Claiming Priority (1)
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JP22951588A JPH0277782A (en) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | Formation of hologram |
Publications (1)
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JPH0277782A true JPH0277782A (en) | 1990-03-16 |
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Family Applications (1)
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JP22951588A Pending JPH0277782A (en) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | Formation of hologram |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH0277782A (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6190185A (en) * | 1984-10-09 | 1986-05-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Holographic exposure method |
-
1988
- 1988-09-13 JP JP22951588A patent/JPH0277782A/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6190185A (en) * | 1984-10-09 | 1986-05-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Holographic exposure method |
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