JPH0579947A - ホログラム特性評価方法及びその装置 - Google Patents

ホログラム特性評価方法及びその装置

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JPH0579947A
JPH0579947A JP23933691A JP23933691A JPH0579947A JP H0579947 A JPH0579947 A JP H0579947A JP 23933691 A JP23933691 A JP 23933691A JP 23933691 A JP23933691 A JP 23933691A JP H0579947 A JPH0579947 A JP H0579947A
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JP
Japan
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hologram
order
photodetector
bragg angle
angle
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Withdrawn
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JP23933691A
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Inventor
Masao Fuse
政雄 布施
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ホログラム特性評価方法及びその装置に関
し、短時間内に信頼性の高い特性評価ができるようにす
ることを目的とする。 【構成】 レーザ光線Lをホログラム1に入射させ、ホ
ログラム1を回転させながらホログラム1を透過した0
次光L0の強度を検知し、0次光強度に基づいてブラッ
グ角θを割り出し、ホログラム1の入射角度をブラッグ
角θに設定し、ブラッグ角θにおけるホログラム1の1
次光強度を測定して回折効率ηを求める構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ホログラム特性評価方
法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ホログラムは、レーザ光線等の可干渉性
光により得られる干渉縞面を写真フィルム等に記録した
ものであり、反射光の収束性を利用した光学像の記録
や、回折現象を利用した光学素子として利用されてい
る。光学素子としては、例えばバーコードリーダのホロ
グラムスキャナ等に利用されている。
【0003】これら光学素子として使用されているホロ
グラムにおいては、光の利用効率を高めれば高める程、
装置の性能を高めることができる。特に、バーコードリ
ーダのホログラムスキャナにおいては、入射条件を異な
らせた複数のホログラムが重ねて使用され、一つのホロ
グラムによって回折された光が他のホログラムの影響を
受けてノイズ及び減衰を生じないようにするために、各
ホログラムの特性を正確に評価し、最良の組合せを求め
ることが要求されている。
【0004】従来、ホログラムの特性を評価する事項と
してブラッグ角θと回折効率ηとがあり、従来は、図4
に示すような方法で測定されている。回転ステージ10
2に支持させたホログラム101にレーザ光線発射装置
103からレーザ光線Lを発射し、回転ステージ102
を僅かな角度ずつ(例えば1°ずつ)回転させ、ホログ
ラム101で回折された光線のうち最も光強度が強い1
次光L1の光路上に1次光検出器105を移動させて1
次光強度を1次光検出器105で検出し、この1次光強
度が最大になる入射角度、すなわち、ブラッグ角θを割
り出すとともに、測定された1次光強度に基づき回折効
率ηを求めている。ここで、回析効率ηとは、ホログラ
ム101に入射するレーザ光線Lの光量Pinに対する1
次光L1の光量Pout の百分率である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この従来の技術におい
ては、1次光検出器105をホログラム101の1次光
L1の方向の変化に対応して移動させる必要があるが、
ホログラム101から1次光検出器105までの距離の
変化、1次光L1の移動に対する1次光検出器105の
追随性のばらつき等によって再現性が損なわれ、測定の
信頼性が低くなるという問題がある。
【0006】また、回転ステージ102を僅かずつ回転
させながら1次光検出器105の移動と1次光強度の測
定とを繰り返すので、ブラッグ角θの割り出しに非常に
長い時間が必要になる。
【0007】本発明は、上記の事情を鑑みてなされたも
のであり、短時間内に信頼性の高い特性評価ができるよ
うにしたホログラムの特性評価方法及びその装置を提供
することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明方法は、上記の目
的を達成するため、例えば図1に示すように、レーザ光
線Lをホログラム1に入射させ、ホログラム1を回転さ
せながらホログラム1を透過した0次光L0の強度を測
定し、該0次光強度が最小値となるホログラム1の回転
角度をブラッグ角θとするようにしている。更に、上記
ブラッグ角θにおけるホログラム1の1次光強度を測定
して回折効率ηを求めるようにしている。
【0009】上記、ブラッグ角θは、上記0次光強度が
最小値よりも大きいスライスレベルSとなるレーザ光線
Lの2つの入射角θ12 を検出し、この2つの入射角
θ12 の中心値を算出することによっても求めること
が出来る。
【0010】上記の方法を実現する装置は、例えば、ホ
ログラム1を支持して回転する回転ステージ2と、回転
ステージ2の回転軸心に向かってレーザ光線Lを発射す
るレーザ光線発射装置3と、回転ステージ2に支持され
たホログラム1の0次光L0を検出する0次光検知器4
と、1次光L1を検出する1次光検出器5と、0次光検
出器4が検出する0次光L0に基づいてブラッグ角θを
算出するブラッグ角算出手段81と、1次光検出器5が
検出するブラッグ角θにおける1次光強度を測定して回
折効率ηを算出する回折効率算出手段82とを備えてい
る。
【0011】また、上記に加え更に、回転ステージ2の
回転角を制御する回転角制御手段83と1次光検出器5
の位置を制御する位置制御手段84とを備えることも可
能である。更に上記0次光検出器4は1次光検出器5に
兼用することも可能である。
【0012】
【作 用】本発明においては、0次光検出器4が入射角
度の変化に対して位置的変化がない0次光L0を検出す
るので、入射角度を連続的に変化させても正確にホログ
ラム1の0次光L0が検出され、0次光強度が連続的に
測定される。
【0013】ホログラム1の0次光強度と1次光強度と
は、いわゆる、トレードオフの関係にあるので、その入
射角度で1次光強度が最大となるブラッグ角θは0次光
強度が最も小さくなる入射角度を求めることにより求め
ることができる。
【0014】また、このように直接にブラッグ角θを割
り出す方法の他に、0次光強度が所定値のスライスレベ
ルS以下になる入射角度θ1 ,θ2 を測定し、この2つ
の入射角度θ1 ,θ2 の差の1/2よりブラッグ角θを
演算することが可能である。この場合には上記スライス
レベルSを複数設定することによって更に精度よくブラ
ッグ角θを求めることができる。
【0015】本発明においては、上記のように0次光強
度の検出によってブラッグ角θを割り出した後、回転ス
テージ2を制御してレーザ光Lの入射角度をブラッグ角
θに設定し、ブラッグ角θにおける1次光L1の光路上
に1次光検出器5を移動させることにより、ブラッグ角
θにおける1次光強度が測定され、回折効率ηが演算さ
れる。
【0016】
【実施例】本発明の一実施例に係るホログラム特性評価
方法及びその装置を図1ないし図3に基づき説明すれ
ば、以下の通りである。
【0017】図1は本発明の一実施例に係るホログラム
特性評価方法及びその装置の原理図であり、このホログ
ラム特性評価装置は、ホログラム1を回転ステージ2に
支持させ、レーザ光線発射装置3から回転ステージ2の
回転軸心に向かってレーザ光線Lを発射し、その透過
光、すなわち、0次光L0を0次光検出器4によって検
出するようにしてある。
【0018】このため、0次光検出器4は回転ステージ
2のレーザ光線発射装置3と反対側に配置される。ホロ
グラム1を透過する0次光L0は入射角度の変化に対す
る位置的変化がないので、0次光検出を行う間、0次光
検出器4は一定の位置に固定される。なお、この0次光
検出器4は後述するようにホログラム1の1次光L1を
検出する1次光検出器5に兼用されている。
【0019】回転ステージ2の動作を制御する制御ユニ
ット6は、ドライバーユニット7とパーソナルコンピュ
ータからなる制御部8とを備えている。更に、制御部8
には0次光検出器4が検出する0次光強度データを入力
し、0次光強度の変化を監視し、0次光強度が最小とな
る入射角度をブラッグ角θとして算出するブラッグ角算
出手段81と、下記に回折効率ηを算出する回折効率算
出手段82を備えている。該制御部8には更に、回転ス
テージ2を1方向あるいは正逆両方向に回転させる回転
角制御手段83と、ブラッグ角θの位置に迄1次光検出
器5を移動させる位置制御手段84を備えている。尚、
ドライバーユニット7には、上記回転角制御手段83か
ら回転ステージ2のアクチュエータへの信号、あるいは
位置制御手段84から1次光検出器5のアクチュエータ
への信号をA/D変換するAD変換器、あるいは、0次
光検出器4、1次光検出器5の出力を処理するアンプあ
るいはDA変換器が内蔵されている。
【0020】上記構成において、0次光検出器4が検出
する0次光強度の変化は、例えば図2に破線で示すよう
に、入射角度に対して最小値を有する曲線を示し、その
最小値を示す入射角度では0次光L0とトレードオフの
関係にある1次光L1は図2に実線で示すように最大値
となる。
【0021】したがって、上記回転角制御手段83を作
動させて回転ステージ2を回転させ、上記0次光検出器
4の検出する0次光強度が最小となる入射角度を上記ブ
ラッグ角算出手段81で算出することによりブラッグ角
θが割り出される。尚、上記ブラッグ角θはプリンタに
よって印刷される上記曲線を目視で判定して見つけるこ
とも可能であるが、自動検出しようとすれば上記ブラッ
グ角算出手段81が必要となる。
【0022】また、上記制御ユニット6は、ブラッグ角
θを割り出した後、オペレータの指示に基づいて回転角
制御手段83を作動させ、回転ステージ2をブラッグ角
θに迄回転させ、更に、位置制御手段84を作動させ
て、0次光検出器4を兼ねる1次光検出器5を回転ステ
ージ2の回転軸心回りに揺動させてブラッグ角θにおけ
る1次光L1を検出させるようにしている。このように
検出された1次光の強度は回折効率算出手段82に供さ
れ、ここで回折効率ηが算出される。
【0023】なお、上記制御ユニット6の位置制御手段
84は、回折効率ηの演算後、0次光検出器4を兼ねる
1次光検出器5を元の位置、すなわち、0次光を検出す
る位置に戻すように構成される。
【0024】この装置を用いると、ホログラム1を回転
ステージ2の回転軸心上に固定し、ホログラム1を連続
して回転させながらレーザ光線Lをホログラム1に照射
すれば、0次光検出器4によって0次光強度を連続測定
してブラッグ角θが割り出される。
【0025】したがって、回転ステージ2の回転と、1
次光検出器5の位置合わせと、1次光強度の測定を繰り
返す従来の技術に比べると、約半分程度の短時間でしか
も高精度にブラッグ角θを割り出すことができた。
【0026】また、この装置を用いてブラッグ角θを割
り出した後、ホログラム1の入射角度をブラッグ角θに
設定して1次光強度の測定をすることにより、再現性の
高い、正確なブラッグ角θにおける1次光強度を測定す
ることができ、測定の信頼性を高めることができる。
【0027】本発明の他の実施例では、上記制御ユニッ
ト6が直接に0次光強度が最小となる入射角度をブラッ
グ角θとして割り出すのではなく、図3に示すように、
0次光強度が最小値よりも大きい所定値のスライスレベ
ルS0 となるレーザ光Lの入射角度θ1 ,θ2 を測定
し、この入射角度θ1 ,θ2 の差θ2 −θ1 =Δθの1
/2の角度位置{θ1 +(θ2 −θ1 )/2}をブラッ
グ角算出手段81でブラッグ角θとして算出する。この
場合には、上記スライスレベルSを複数(符号S 1
照)採用することによって更に精度の高い測定が可能と
なる。
【0028】この実施例のその他の構成及び作用は上記
の一実施例のそれらと同様であるので、その説明は重複
をさけるため、省略する。この実施例においては、ブラ
ッグ角θあるいはその近傍の入射角度で生じる裏面反射
等によるノイズの影響がなくなるとともに、ブラッグ角
θの近傍で測定される0次光強度の変化率が小さい場合
にも正確なブラッグ角θを求めることができる。
【0029】この実施例のその他の効果と上記の一実施
例の効果と同様であるので、重複を避けるため、その説
明も省略する。上記の各実施例においては、0次光検出
器4が1次光検出器5に兼用されているが、0次光検出
器4と1次光検出器5とを別個の光検出器で構成するこ
とは何ら妨げない。0次光検出器4と1次光検出器5と
を別個の光検出器で構成する場合には、0次光検出器4
を全く移動させずに一定の箇所に固定しておけるので、
ブラッグ角の割り出しに際しての測定誤差の発生を一層
確実に防止できることになる。
【0030】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、入射角
度の変化に対して位置的変化がない0次光を検出してブ
ラッグ角を割り出すので、ホログラムの入射角度を連続
変化させながら一定の位置に固定された0次光検出器で
0次光を連続して検出することができる。したがって、
ホログラムの入射角度を変化させるごとに1次光検出器
の移動と1次光強度の測定とを繰り返す従来の技術に比
べて、解像度を制限されることなく、短時間でブラッグ
角を割り出すことができる。
【0031】また、0次光を検出する0次光検出器がホ
ログラムに対して一定の位置に保持されるので、0次光
検出器の位置変動による誤差が生じるおそれがなく、正
確にブラッグ角を割り出すことができる。
【0032】特に、本発明において、0次光強度が最小
値よりも大きい所定値以下となるホログラムの入射角度
範囲を測定し、この入射角度範囲の中心値をブラッグ角
として演算する場合には、ブラッグ角あるいはその近傍
の入射角度で生じる裏面反射等によるノイズの影響がな
くなるとともに、ブラッグ角の近傍で測定される0次光
強度の変化率が小さい場合にも正確にブラッグ角を求め
ることができる。
【0033】更に、本発明においては、正確に割り出さ
れたブラッグ角にホログラムの入射角度を設定して1次
光強度を測定するので、ブラッグ角における1次光強度
を正確に測定することができ、正確な回折効率の演算が
できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の概念図である。
【図2】本発明の一実施例におけるブラッグ角割り出し
の原理図である。
【図3】本発明の他の実施例におけるブラッグ角割り出
しの原理図である。
【図4】従来例の概念図である。
【符号の説明】
L レーザ光線 L0 0次光 L1 1次光 θ ブラッグ角 Δθ 入射角度範囲 1 ホログラム 2 回転ステージ 3 レーザ光線発射装置 4 0次光検出器 5 1次光検出器 6 制御ユニット

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ホログラムの特性評価方法において、 レーザ光線(L)をホログラム(1)に入射させ、ホログラム
    (1)を回転させながらホログラム(1) を透過した0次光
    (L0)の強度を測定し、該0次光強度が最小値となるホロ
    グラム(1)の回転角度をブラッグ角(θ) とするホログラ
    ムの特性評価方法。
  2. 【請求項2】 上記ブラッグ角(θ)におけるホログラム
    (1) の1次光強度を測定して回折効率(η)を求めること
    を特徴とするホログラムの特性評価方法。
  3. 【請求項3】 上記0次光強度が最小値よりも大きいス
    ライスレベル(S) となるレーザ光線(L)の2つの入射角
    1),(θ2)を測定し、この2つの入射角(θ1),(θ2)
    の中心値をブラッグ角(θ)として演算する請求項1に記
    載のホログラム特性評価方法。
  4. 【請求項4】 ホログラム(1) を支持して回転する回転
    ステージ(2) と、 回転ステージ(2)の回転軸心に向かってレーザ光線(L)を
    発射するレーザ光線発射装置(3) と、 回転ステージ(2)に支持されたホログラム(1)の0次光(L
    0)を検出する0次光検知器(4)と、 1次光(L1)を検出する1次光検出器(5) と、 0次光検出器(4)が検出する0次光(L0)に基づいてブラ
    ッグ角(θ) を算出するブラッグ角算出手段(81)と、 1次光検出器(5) が検出するブラッグ角(θ)における1
    次光強度を測定して回折効率(η)を算出する回折効率算
    出手段(82)とを備えることを特徴とするホログラム特性
    評価装置。
  5. 【請求項5】 上記に加え更に、回転ステージ(2) の回
    転角を制御する回転角制御手段(83)と1次光検出器(5)
    の位置を制御する位置制御手段(84)とを備えた請求項4
    に記載のホログラム特性評価装置。
  6. 【請求項6】 0次光検出器(4)が1次光検出器(5)に兼
    用される請求項4に記載のホログラム特性評価装置。
JP23933691A 1991-09-19 1991-09-19 ホログラム特性評価方法及びその装置 Withdrawn JPH0579947A (ja)

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ID=17043220

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104132797A (zh) * 2014-07-16 2014-11-05 奉化市宇创产品设计有限公司 反射镜特性测试装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104132797A (zh) * 2014-07-16 2014-11-05 奉化市宇创产品设计有限公司 反射镜特性测试装置

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Effective date: 19981203