JPH0962170A - Hologram exposure method, duplication method and hologram - Google Patents
Hologram exposure method, duplication method and hologramInfo
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Classifications
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- G—PHYSICS
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- 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
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- G03H2001/0439—Recording geometries or arrangements for recording Holographic Optical Element [HOE]
Landscapes
- Holo Graphy (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ホログラム露光方
法、複製方法およびホログラムに関するものであり、特
に波長可変の光源を用い、波長を変化させながら行うホ
ログラム露光方法、複製方法およびホログラムに関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hologram exposure method, a duplication method and a hologram, and more particularly to a hologram exposure method, a duplication method and a hologram which are performed while changing a wavelength using a variable wavelength light source.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年のホログラム材料やレーザー技術の
進展により、最近、ホログラムを用いた製品が増加して
いる。例えば、バーコードリーダー用のレーザースキャ
ナーやコンパクトディスクや光磁気ディスクなどのレー
ザー光を用いた情報記録媒体の、記録や読み取りに用い
るピックアップ用回折格子やマイクロレンズ、また光フ
ァイバー用の結合素子、分岐素子など、また情報を含む
光を回折し観察者に情報を表示するヘッドアップディス
プレイなどのホログラフィック表示装置などにおいて、
ホログラムは光学素子として用いられている。また、Ｉ
Ｄカードやクレジットカードの偽造防止用マークや、装
飾用ホログラム、ホログラムカレンダーなどではイメー
ジを記録したホログラムが用いられている。2. Description of the Related Art Recent advances in hologram materials and laser technology have increased the number of products using holograms. For example, laser scanners for bar code readers, diffraction gratings and microlenses for pickups used for recording and reading of information recording media using laser light such as compact discs and magneto-optical discs, coupling elements for optical fibers, branching elements In addition, in a holographic display device such as a head-up display that diffracts light containing information and displays the information to the observer,
Holograms are used as optical elements. Also, I
Forgery prevention marks for D cards and credit cards, decoration holograms, hologram calendars, and the like use holograms on which images are recorded.
【０００３】しかし、ホログラム材料や作製技術が進歩
したとはいえ、未だ十分な特性があるとはいえない。例
えばより輝度の高いホログラフィック表示装置やより明
るいイメージホログラムを実現するため、高い光利用率
を得ようとすると、高い回折効率と広い波長半値全幅
（以下、半値幅という）が必要である。ところが、一般
的には回折効率および半値幅はホログラム材料の特性に
より限定されてしまう。However, even though hologram materials and fabrication techniques have advanced, it cannot be said that they have sufficient characteristics. For example, in order to realize a holographic display device with higher brightness and a brighter image hologram, it is necessary to have high diffraction efficiency and a wide full width at half maximum (hereinafter, referred to as half width) in order to obtain a high light utilization rate. However, generally, the diffraction efficiency and the full width at half maximum are limited by the characteristics of the hologram material.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】例えば、高い回折効率
の得られる体積位相型のホログラムの場合、コーゲルニ
ックの結合波理論によると、ある露光配置における回折
効率および半値幅はホログラム材料の厚さｄおよび屈折
率変調量Δｎで一義的に決まってしまう。従って、広い
半値幅のホログラムを作製する場合、従来は様々な後処
理によって行うことが多かった。例えば、重クロム酸ゼ
ラチンを用いるホログラムの場合、半値幅は露光後のホ
ログラムの現像処理の速度に依存することが知られてい
る。具体的には現像処理温度を通常より高くすると半値
幅を広げることが可能である。For example, in the case of a volume phase type hologram which can obtain a high diffraction efficiency, according to Kogelnik's theory of coupled waves, the diffraction efficiency and the half width at a certain exposure arrangement are the thickness d of the hologram material. And the refractive index modulation amount Δn is uniquely determined. Therefore, in the case of producing a hologram having a wide half-value width, conventionally, it has often been performed by various post-treatments. For example, in the case of a hologram using dichromated gelatin, it is known that the full width at half maximum depends on the development processing speed of the hologram after exposure. Specifically, the half-value width can be widened by increasing the development processing temperature higher than usual.
【０００５】しかし、このような湿式のプロセスは自由
度が大きい反面、制御が難しく再現性が得られにくいな
どの問題があって所望の半値幅を再現性よく得るのは困
難であった。However, although such a wet process has a large degree of freedom, it has a problem that it is difficult to control and it is difficult to obtain reproducibility, and thus it is difficult to obtain a desired half width with good reproducibility.
【０００６】また、アクリル系フォトポリマーなどで
は、チャーピングと呼ばれる手法を用いる。アクリル系
フォトポリマーフィルムを用いて通常のホログラムを露
光した後、アクリル系モノマーを含むチャーピング用の
別のフィルムをそのホログラムに積層し熱処理を施すの
である。熱処理によってチャーピング用フィルム中のモ
ノマーが、ホログラム表面から内部に拡散し熱重合する
ため、ホログラム中の回折格子の間隔が広げられ、ホロ
グラムの再生波長が長波長化する。しかも、拡散するモ
ノマーの濃度はホログラムの厚さ方向に分布を持つた
め、その濃度分布に応じて回折格子間隔の広がり方に分
布が生じる。言い換えれば再生波長が広がりを持ち、半
値幅が広がることになる。半値幅の広がり方はモノマー
の分布状態できまり、熱処理の温度と時間でコントロー
ルできるのである。For acrylic photopolymers, a method called chirping is used. After exposing a normal hologram using an acrylic photopolymer film, another film for chirping containing an acrylic monomer is laminated on the hologram and subjected to heat treatment. The heat treatment causes the monomers in the chirping film to diffuse from the hologram surface to the inside and thermally polymerize, so that the distance between the diffraction gratings in the hologram is widened and the reproduction wavelength of the hologram becomes longer. In addition, since the concentration of the diffusing monomer has a distribution in the thickness direction of the hologram, the distribution of the diffraction grating intervals is distributed according to the concentration distribution. In other words, the reproduction wavelength has a spread and the half-value width expands. The way the half-width spreads depends on the distribution of the monomers and can be controlled by the temperature and time of the heat treatment.
【０００７】この方法は乾式のプロセスであるため簡便
で、再現性も比較的良いが、所望の半値幅を得るにはチ
ャーピング用フィルムのモノマーの選定、モノマーの濃
度、フィルムの厚さ、熱処理の条件等を最適化する必要
があり、半値幅制御の自由度はやや低い。Since this method is a dry process, it is simple and has relatively good reproducibility, but in order to obtain a desired half-width, the selection of the monomer for the chirping film, the concentration of the monomer, the film thickness, and the heat treatment are performed. It is necessary to optimize the conditions, etc., and the degree of freedom of half-width control is rather low.
【０００８】以上のように、従来の半値幅の広いホログ
ラムを作製する方法には問題があるが、これらのホログ
ラムを大量に作製する場合はさらに困難である。一般に
ホログラムの大量生産は複製と呼ばれる方法を用いる。
これは、マスターとなるホログラムにホログラム感光材
料を重ねた積層体に、参照光を照射する方法である。こ
の参照光とマスターホログラムにより再生される物体光
が干渉して、マスターホログラムと同じホログラムが複
製されるのである。ところが、後処理により半値幅を広
げたホログラムの場合は、従来の複製方法では単一の波
長のレーザー光源を用いるため、マスターホログラムの
半値幅が如何に広くとも、複製されるホログラムの半値
幅は上述のように、ホログラム材料の厚さと屈折率変調
量で決まってしまい、半値幅の広いホログラムを得るこ
とはできない。従って、従来は複製を行った後、一つ一
つ上述のような後処理により半値幅を広げなければなら
なかったのである。As described above, the conventional method for producing a hologram having a wide half width has a problem, but it is more difficult to produce a large number of these holograms. Generally, mass production of holograms uses a method called duplication.
This is a method of irradiating a laminated body in which a hologram serving as a master is laminated with a hologram photosensitive material with reference light. This reference light interferes with the object light reproduced by the master hologram, and the same hologram as the master hologram is duplicated. However, in the case of a hologram whose half-width is widened by post-processing, since the conventional duplication method uses a laser light source with a single wavelength, no matter how wide the half-width of the master hologram is, the half-width of the hologram to be duplicated is As described above, the thickness of the hologram material and the refractive index modulation amount determine the hologram, and it is not possible to obtain a hologram having a wide half-value width. Therefore, conventionally, after the duplication, the half width must be widened by the post-processing as described above one by one.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の問題点
を解決すべくなされたものであり、可干渉性光源を用い
て行うホログラム露光方法において、波長可変の光源の
波長を変化させながら露光することを特徴とするホログ
ラム露光方法、および、可干渉性光源を用いて行うホロ
グラム複製方法において、マスターホログラムにホログ
ラム感光材料を重ねた積層体に、波長可変の光源の波長
を変化させながら照射して露光することを特徴とするホ
ログラム複製方法、および、可干渉性光源を用いて行う
ホログラム複製方法において、マスターホログラムにホ
ログラム感光材料を重ねた積層体に、波長可変の光源の
複数の波長を同時に照射して露光することを特徴とする
ホログラム複製方法、および、可干渉性光源を用いて行
うホログラム露光方法または複製方法において、波長可
変の光源の波長を変化させながら露光または複製したこ
とを特徴とするホログラムを提案するものである。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and in a hologram exposure method using a coherent light source, while changing the wavelength of the variable wavelength light source. In a hologram exposure method characterized by exposing, and in a hologram duplication method using a coherent light source, a laminated body in which a hologram photosensitive material is superposed on a master hologram is irradiated while changing the wavelength of the variable wavelength light source. In the hologram duplication method, which is characterized in that the exposure is performed, and in the hologram duplication method performed using the coherent light source, a plurality of wavelengths of the wavelength tunable light source are added to a laminated body in which the hologram photosensitive material is superposed on the master hologram. Hologram duplication method characterized by simultaneous irradiation and exposure, and hologram exposure using a coherent light source In law or replication methods, it proposes a hologram, characterized in that the exposed or duplicated while changing the wavelength of the tunable light source.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】本発明で用いる可干渉性で波長可
変の光源としては、例えば以下のような連続的に波長を
変化させられる光源が好ましく利用できる。発振波長帯
域が広く波長選択機能を持つレーザー光源としては、蛍
光色素を有機溶剤に溶かした溶液をレーザー媒体として
用いる色素レーザーや、ＴｉドープのサファイヤやＣｒ
ドープのガーネット、アレキサンドライト、エメラルド
などをレーザー媒体とする波長可変固体レーザーがあ
る。これらのレーザーは発振波長を広い範囲で連続的に
変化させることが可能であり、波長選択素子としては回
折格子や複屈折フィルター等を用いる。光出力も大きく
実用的な光源といえる。その他の波長可変レーザー光源
としては、アルカリハライド結晶を用いたカラーセンタ
ーレーザーや自由電子レーザーなどがある。シンクロト
ロン軌道放射光なども波長可変の光源として利用でき
る。一方、半導体レーザーでも動作電流の制御により、
狭い範囲であるが波長を変化させることができる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As a coherent and variable wavelength light source used in the present invention, for example, the following light sources capable of continuously changing wavelength can be preferably used. As a laser light source having a wide oscillation wavelength band and a wavelength selection function, a dye laser using a solution obtained by dissolving a fluorescent dye in an organic solvent as a laser medium, Ti-doped sapphire or Cr
There are tunable solid-state lasers that use doped garnet, alexandrite, emerald, etc. as the laser medium. These lasers can continuously change the oscillation wavelength in a wide range, and a diffraction grating, a birefringent filter, or the like is used as the wavelength selection element. The light output is also large and can be said to be a practical light source. Other wavelength tunable laser light sources include color center lasers using alkali halide crystals and free electron lasers. Synchrotron orbital radiation can also be used as a variable wavelength light source. On the other hand, even with a semiconductor laser, by controlling the operating current,
The wavelength can be changed within a narrow range.
【００１１】本発明で用いる波長可変光源としては、上
記のような連続波長可変レーザーだけでなく、飛び飛び
に波長を変えられる光源を用いてもよい。例えば、Ａｒ
イオンレーザー、Ｋｒイオンレーザーなどの希ガスイオ
ンレーザーは可視、紫外領域に多数本の発振線を持つ。
例えば、Ａｒイオンレーザーでは青緑領域に４５８、４
６６、４７６、４８８、４９７、５１５、５２３ｎｍな
どの発振線がある。これらの発振波長をレーザー共振器
内の波長選択プリズムにより適宜選択すれば波長可変光
源として用いることができる。また、Ｈｅ−Ｎｅレーザ
ーでは６３３、５９４、５４３ｎｍなどの発振線が得ら
れるし、Ｈｅ−Ｃｄレーザーではホロー陰極を用いれ
ば、６３６、５３８、４４２ｎｍの３原色が得られ白色
レーザーとなる。その他、種々の気体レーザー、固体レ
ーザー、液体レーザーが利用できる。As the wavelength tunable light source used in the present invention, not only the continuous wavelength tunable laser as described above but also a light source capable of discretely changing the wavelength may be used. For example, Ar
Noble gas ion lasers such as ion lasers and Kr ion lasers have many oscillation lines in the visible and ultraviolet regions.
For example, with an Ar ion laser, 458, 4
There are oscillation lines such as 66, 476, 488, 497, 515 and 523 nm. These oscillation wavelengths can be used as a wavelength tunable light source if appropriately selected by a wavelength selection prism in the laser resonator. In addition, an oscillation line of 633, 594, 543 nm or the like can be obtained with a He-Ne laser, and three primary colors of 636, 538, and 442 nm can be obtained with a hollow cathode of a He-Cd laser to obtain a white laser. In addition, various gas lasers, solid-state lasers, and liquid lasers can be used.
【００１２】その他として、若干性質は異なるが、非線
形光学結晶を用いて波長を変換したレーザー光源の利用
も可能である。ＫＤＰ、ＡＤＰ、ＢＢＯ結晶などを用い
た高次高調波や、ＬｉＮｂＯ3 結晶などを用いたパラメ
トリック発振などを用いてもよい。In addition to the above, it is also possible to use a laser light source whose wavelength is converted by using a non-linear optical crystal although the properties are slightly different. Higher-order harmonics using KDP, ADP, BBO crystal or the like, parametric oscillation using LiNbO 3 crystal or the like may be used.
【００１３】波長可変光源を用いて波長を変化させなが
ら露光するには、上述のような波長選択手段により行え
ばよい。変化のさせ方としては光源の性質や作製するホ
ログラムの目標特性に応じて、連続的に変化させてもよ
いし、不連続的に飛び飛びに行ってもよい。また、ホロ
グラムの複製においてはマスターホログラムの波長特性
に応じて、連続的或いは不連続的に行えばよい。また、
複製の場合にはマスターホログラムの露光の場合より、
可干渉性が低い光源でも露光可能であるため、複数波長
のマルチライン発振の光源で同時に露光しても良い。In order to perform exposure while changing the wavelength using the variable wavelength light source, the above-mentioned wavelength selecting means may be used. As a method of changing it, it may be changed continuously or discontinuously depending on the characteristics of the light source and the target characteristics of the hologram to be manufactured. Further, the hologram duplication may be performed continuously or discontinuously depending on the wavelength characteristics of the master hologram. Also,
In the case of duplication, the exposure of the master hologram
Since exposure can be performed with a light source having low coherence, exposure may be performed simultaneously with a multi-line oscillation light source having a plurality of wavelengths.
【００１４】上記のようにホログラム感光材料に波長を
変化させながらホログラム感光材料に光を照射させるに
あたり、ホログラム感光材料の感度にあわせて、各波長
での露光量を決めることが好ましい。具体的には、ホロ
グラム感光材料の感度に、各波長での露光量の和をほぼ
一致させるものである。こうして、設定通りの所望の半
値幅のホログラムを得ることができる。When the hologram photosensitive material is irradiated with light while changing the wavelength of the hologram photosensitive material as described above, it is preferable to determine the exposure amount at each wavelength according to the sensitivity of the hologram photosensitive material. Specifically, the sum of the exposure amounts at the respective wavelengths is made to substantially match the sensitivity of the hologram photosensitive material. In this way, it is possible to obtain a hologram having a desired full width at half maximum as set.
【００１５】本発明の対象となるホログラムとしては、
光学素子としてのホログラムや像を記録したイメージホ
ログラム、あるいは計算機ホログラムなどあらゆるホロ
グラムに広く適用可能である。The hologram to which the present invention is applied includes
It can be widely applied to various holograms such as a hologram as an optical element, an image hologram recording an image, and a computer generated hologram.
【００１６】例えば光学素子としてのホログラムの場合
は、波面のそろったレーザー光そのものを干渉させる方
法が一般的である。図５に露光系の一例の概念図を示
す。波長可変レーザー１０から発せられたレーザー光を
ハーフミラー１１により２つに分け、ミラー１２により
適宜折り返した後、対物レンズとピンホールよりなるス
ペーシャルフィルター１３により発散光とする。この時
の波面は球面波である。これらの２つの発散光をガラス
基板１５に貼られたホログラム感光材料１６に照射する
と、２つの光が干渉しホログラム１６の内部に形成され
た干渉縞がホログラムとして記録される。こうして２つ
の発散波により露光されたホログラムはホログラフィッ
クミラーとなる。In the case of a hologram as an optical element, for example, a method of causing laser light itself having a uniform wavefront to interfere is generally used. FIG. 5 shows a conceptual diagram of an example of the exposure system. The laser light emitted from the wavelength tunable laser 10 is divided into two by the half mirror 11, is appropriately folded by the mirror 12, and then is diverged by the spatial filter 13 including an objective lens and a pinhole. The wavefront at this time is a spherical wave. When these two divergent lights are applied to the hologram photosensitive material 16 attached to the glass substrate 15, the two lights interfere and the interference fringes formed inside the hologram 16 are recorded as holograms. The hologram thus exposed by the two diverging waves becomes a holographic mirror.
【００１７】このときの各スペーシャルフィルターとホ
ログラム感光材料との距離Ｒ１とＲ２の比によって、倍
率を持ったミラーを作製することができる。ホログラム
感光材料１６へのそれぞれの光の入射角θ１とθ２を等
しくすれば正反射の平面鏡が得られ、等しくしない場合
は非正反射の平面鏡を作製することができる。図５では
共に発散光の場合について図示したが、一方が平行光で
あっても良いし、発散光ではなく１点に集まるような収
束光を用いて露光してもよい。At this time, a mirror having a magnification can be manufactured by the ratio of the distances R1 and R2 between each spatial filter and the hologram photosensitive material. If the incident angles θ1 and θ2 of the respective lights on the hologram photosensitive material 16 are made equal, a specular reflection plane mirror can be obtained, and if they are not equal, a non-specular reflection plane mirror can be produced. Although FIG. 5 illustrates both cases of diverging light, one side may be parallel light, or exposure may be performed using converged light that converges at one point instead of divergent light.
【００１８】また、光学素子としてレンズを用いた例で
説明したが、反射鏡を用いても同様の効果を得ることが
できる。非球面レンズや非球面鏡を用いて露光してもよ
いことはもちろんである。必要に応じて、拡散板を透し
た拡散光を用いてもよい。物体の像を記録する場合は、
物体にレーザー光を照射しその反射光を物体光として、
もう一方のレーザー光（参照光）と干渉させればよい。Further, although the example using the lens as the optical element has been described, the same effect can be obtained by using the reflecting mirror. Of course, exposure may be performed using an aspherical lens or an aspherical mirror. If necessary, diffused light transmitted through the diffuser plate may be used. When recording an image of an object,
Irradiate the object with laser light and use the reflected light as object light,
The other laser light (reference light) may be interfered with.
【００１９】図５は反射型ホログラムの露光系の例であ
るが、２つのスペーシャルフィルター１３を感光材料の
同じ側に配置すれば透過型のホログラムが作製できる。FIG. 5 shows an example of a reflection hologram exposure system, but a transmission hologram can be produced by arranging two spatial filters 13 on the same side of the photosensitive material.
【００２０】なお、ホログラムは通常数１０ｍｍから数
１００ｍｍ角程度の面積で、数μｍから数１０μｍ程度
の厚みである。このようなホログラムは、リップマンタ
イプやイメージホログラム等の体積・位相型のホログラ
ムが高い回折効率と、白色光でもクリアな再生像を得ら
れるという点で望ましいが、エンボスタイプ、レインボ
ータイプ等のホログラムなどを広く用いることができ
る。また、ホログラム材料としては、ポリビニルカルバ
ゾールやアクリル系などのフォトポリマー、重クロム酸
ゼラチン、光レジスト、銀塩など種々の感光材料におい
て、個々のプロセス条件によらず本発明を適用すること
ができる。The hologram usually has an area of about several tens of mm to several hundreds of mm square and a thickness of about several μm to several tens of μm. Such holograms are desirable in that volume / phase type holograms such as Lippmann type and image holograms have high diffraction efficiency and a clear reproduced image can be obtained even with white light, but holograms such as emboss type and rainbow type are also available. Can be widely used. Further, as the hologram material, the present invention can be applied to various photosensitive materials such as polyvinyl carbazole, acrylic-based photopolymers, dichromated gelatin, photoresists, and silver salts, regardless of individual process conditions.
【００２１】これらのホログラム感光材料は、その波長
感度帯域幅を変化させる光源の波長帯域幅より広いもの
が好ましい。これによって、光源からの光の各波長に十
分に対応して所定の露光を行うことができるからであ
る。These hologram photosensitive materials are preferably wider than the wavelength band width of the light source that changes the wavelength sensitivity band width. This is because it is possible to perform predetermined exposure sufficiently corresponding to each wavelength of the light from the light source.
【００２２】[0022]
（実施例１）以下、図面に基づいて本発明における実施
例を説明する。本実施例で用いたホログラム材料は、ア
クリル系の光重合型フォトポリマーである。露光に用い
た光学系は図５に示すものである。露光用レーザー１０
は、Ａｒイオンレーザーを励起光源とする色素レーザー
である。色素としてローダミン１１０を用いた。発振波
長特性は図２の通りであり、およそ５３５ｎｍから５７
５ｎｍの範囲で発振可能である。発振波長の制御は複屈
折フィルターで行う。その色素レーザー１０のレーザー
ビームをハーフミラー１１で２光束に分けて用いた。２
つのレーザービームを対物レンズとピンホールよりなる
スペーシャルフィルター１３を用いてそれぞれ拡散光と
し、ホログラムに照射した。ホログラムに対する入射角
はそれぞれθ１＝４５゜、θ２＝６０゜とした。また、
スペーシャルフィルターとホログラム感光材料との距離
はＲ１＝６０ｃｍ、Ｒ２＝１２０ｃｍとした。(Embodiment 1) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The hologram material used in this example is an acrylic photopolymerizable photopolymer. The optical system used for exposure is shown in FIG. Laser for exposure 10
Is a dye laser using an Ar ion laser as an excitation light source. Rhodamine 110 was used as a dye. The oscillation wavelength characteristic is as shown in FIG.
It can oscillate in the range of 5 nm. The oscillation wavelength is controlled by the birefringence filter. The laser beam of the dye laser 10 was divided into two light beams by the half mirror 11 and used. Two
The two laser beams were made into diffused light using a spatial filter 13 consisting of an objective lens and a pinhole, and were radiated to a hologram. The incident angles to the hologram were θ1 = 45 ° and θ2 = 60 °, respectively. Also,
The distance between the spatial filter and the hologram photosensitive material was R1 = 60 cm and R2 = 120 cm.
【００２３】感光材料の波長特性は図４に示すように、
可視光のほぼ全領域をカバーしている。露光はレーザー
波長を段階的に５３８、５５０、５６２、５７４ｎｍと
変化させて行った。この波長域での感光材料の感度（フ
ォトスピード）は約２０ｍＪ／ｃｍ2 であるため、各波
長における露光量は５ｍＪ／ｃｍ2 ずつとした。The wavelength characteristics of the photosensitive material are as shown in FIG.
It covers almost all visible light. The exposure was performed by gradually changing the laser wavelength to 538, 550, 562 and 574 nm. Sensitivity of the photosensitive material at this wavelength region (photospeed) is because it is about 20 mJ / cm 2, the exposure amount at each wavelength was by 5 mJ / cm 2.
【００２４】本実施例では、波長の変更はその都度例え
ばレーザー１０の前面に配したシャッターを閉じた状態
で飛び飛びに行ったが、シャッターを開き感光材料に光
を照射したまま、連続的に波長を変化させることもでき
る。なお、シャッターの開閉と複屈折フィルターの調整
はコンピュータによる自動制御で実行可能なので、ホロ
グラム感光材料をセットした後は特別な操作をせずに露
光可能である。In this embodiment, the wavelength was changed every time, for example, with the shutter arranged in front of the laser 10 being closed, but the wavelength was continuously changed while the shutter was opened and the photosensitive material was irradiated with light. Can also be changed. Since the opening and closing of the shutter and the adjustment of the birefringence filter can be performed by automatic control by a computer, after the hologram photosensitive material is set, exposure can be performed without any special operation.
【００２５】こうして作製したホログラムの回折スペク
トルは図１に示す通りであり、中心波長約５５５ｎｍ、
半値幅約４０ｎｍ、回折効率約４０％のように半値幅の
広いホログラムを得ることができた。The diffraction spectrum of the hologram thus produced is as shown in FIG. 1, and the center wavelength is about 555 nm.
It was possible to obtain a hologram having a wide half-value width with a half-value width of about 40 nm and a diffraction efficiency of about 40%.
【００２６】こうして作製したホログラムを、ヘッドア
ップディスプレイのコンバイナーとして利用したとこ
ろ、従来の露光法で得られる半値幅１５ｎｍ程度のホロ
グラムと比較し、表示像の輝度が高いヘッドアップディ
スプレイを実現することができた。When the hologram thus produced is used as a combiner for a head-up display, it is possible to realize a head-up display having a high brightness of a display image as compared with a hologram having a half width of about 15 nm obtained by a conventional exposure method. did it.
【００２７】（実施例２）本実施例では露光光源として
Ａｒレーザーを用いた。Ａｒレーザーは色素レーザーの
ように連続的な波長可変はできないが、飛び飛びに幾つ
かの発振線を持つ。本実施例ではレーザー共振器内のプ
リズムを動かし、発振波長を４５８、４７６、４８８ｎ
ｍと変化させた。ホログラム感光材料は第１の実施例と
同様である。この波長域での感光材料の感度（フォトス
ピード）は約１０ｍＪ／ｃｍ2 であるため、各波長にお
ける露光量は５、３、３ｍＪ／ｃｍ2 とした。(Example 2) In this example, an Ar laser was used as an exposure light source. Unlike the dye laser, the Ar laser cannot continuously change the wavelength, but has several oscillating lines. In this embodiment, the prism in the laser resonator is moved to change the oscillation wavelength to 458, 476, 488n.
It was changed to m. The hologram photosensitive material is the same as in the first embodiment. Sensitivity of the photosensitive material at this wavelength region (photospeed) is because it is about 10 mJ / cm 2, the exposure amount at each wavelength was 5,3,3mJ / cm 2.
【００２８】こうして作製したホログラムの回折スペク
トルは図２に示す通りであり、中心波長約４７０ｎｍ、
半値幅約５０ｎｍ、回折効率約４５％のように半値幅の
広いホログラムを得ることができた。The diffraction spectrum of the hologram thus produced is as shown in FIG. 2, and the center wavelength is about 470 nm.
It was possible to obtain a hologram having a wide half-value width with a half-value width of about 50 nm and a diffraction efficiency of about 45%.
【００２９】（実施例３）本実施例では、実施例１で露
光したホログラムをマスターとして複製を行った。この
際、図５に示した実施例１において露光したホログラム
をマスターホログラムとしており、ガラス基板１５上に
露光されたマスターホログラムが積層されており、さら
にこの上にホログラム感光材料を積層し、図５に示す光
学系において、θ１側の光のみを照射して複製した。複
製に用いる波長の変化のさせ方は第１の実施例と同様で
ある。このようにして、半値幅の広い複製ホログラムを
簡便に作製することができた。(Example 3) In this example, the hologram exposed in Example 1 was used as a master for duplication. At this time, the hologram exposed in Example 1 shown in FIG. 5 is used as a master hologram, the exposed master hologram is laminated on the glass substrate 15, and the hologram photosensitive material is further laminated on the master hologram. In the optical system shown in (1), only the light on the θ1 side was irradiated to reproduce. The method of changing the wavelength used for duplication is the same as in the first embodiment. In this way, a duplicate hologram having a wide half-value width could be easily produced.
【００３０】[0030]
【発明の効果】本発明によれば、特別な処理や複雑な条
件出しをすることなく、容易に半値幅の広いホログラム
を露光、複製することが可能となる。According to the present invention, it is possible to easily expose and duplicate a hologram having a wide half-value width without any special processing or complicated condition setting.
【００３１】本発明によれば、波長可変の光源の波長を
変化させながら直接露光するため、特別な後処理や複雑
な条件出しをすることなく、容易に半値幅の広いホログ
ラムを作製することが可能となる。また、半値幅の広い
マスターホログラムを複製する場合にも、本発明の方法
によって、マスターホログラムにホログラム感光材料を
重ねた積層体に、波長可変の光源の波長を変化させなが
ら照射して露光するか、或いは、波長可変の光源の複数
の波長を同時に照射して露光すれば、特別な後処理や複
雑な条件出しをすることなく、容易に半値幅の広いホロ
グラムを複製することが可能となる。このように本発明
を用いれば、従来困難であった半値幅２５ｎｍ以上のホ
ログラムを容易に露光したり複製することが可能とな
る。According to the present invention, since the direct exposure is performed while changing the wavelength of the variable wavelength light source, it is possible to easily manufacture a hologram having a wide half-width without any special post-processing or complicated condition setting. It will be possible. Also, when a master hologram having a wide half-value width is duplicated, is it possible to perform exposure by irradiating the laminated body in which the hologram photosensitive material is superposed on the master hologram while changing the wavelength of the wavelength tunable light source by the method of the present invention? Alternatively, if a plurality of wavelengths of a variable wavelength light source are irradiated at the same time for exposure, it is possible to easily duplicate a hologram having a wide half-width without any special post-processing or complicated condition setting. As described above, by using the present invention, it becomes possible to easily expose or duplicate a hologram having a half value width of 25 nm or more, which has been difficult in the past.
【図１】本発明の第１の実施例によるホログラムの回折
スペクトルFIG. 1 is a diffraction spectrum of a hologram according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２の実施例によるホログラムの回折
スペクトルFIG. 2 is a diffraction spectrum of a hologram according to a second embodiment of the present invention.
【図３】色素レーザーの発振波長特性Fig. 3 Oscillation wavelength characteristics of dye laser
【図４】ホログラム感光材料の波長特性FIG. 4 Wavelength characteristics of hologram photosensitive material
【図５】本発明のホログラムを作製するための露光系の
別の例を示す概念図FIG. 5 is a conceptual diagram showing another example of an exposure system for producing the hologram of the present invention.
１０：レーザー １１：ハーフミラー １２：ミラー １３：スペーシャルフィルター １５：ガラス基板 １６：ホログラム感光材料 10: Laser 11: Half mirror 12: Mirror 13: Spatial filter 15: Glass substrate 16: Holographic photosensitive material
Claims (12)
光を照射してホログラムを露光する方法において、前記
可干渉性光源として波長可変の光源を用い、この光源か
らの光の波長を変化させながら前記光をホログラム感光
材料に照射することを特徴とするホログラム露光方法。1. A method of exposing a hologram by irradiating a hologram photosensitive material with light from a coherent light source, wherein a variable wavelength light source is used as the coherent light source, and the wavelength of the light from the light source is changed. While irradiating the hologram photosensitive material with the above-mentioned light, a hologram exposure method.
の和を、前記ホログラム感光材料の感度にほぼ一致させ
ることを特徴とする請求項１のホログラム露光方法。2. The hologram exposure method according to claim 1, wherein the sum of the exposure amounts of the light from the light source at each wavelength is made to substantially match the sensitivity of the hologram photosensitive material.
させることを特徴とする請求項１または２のホログラム
露光方法。3. The hologram exposure method according to claim 1, wherein the wavelength of the light from the light source is discontinuously changed.
せることを特徴とする請求項１または２のホログラム露
光方法。4. The hologram exposure method according to claim 1, wherein the wavelength of the light from the light source is continuously changed.
を重ねた積層体に、可干渉性光源からの光を照射してホ
ログラムを複製する方法において、前記可干渉性光源と
して波長可変の光源を用い、この光源からの光の波長を
変化させながら前記光を積層体に照射することを特徴と
するホログラム複製方法。5. A method of replicating a hologram by irradiating light from a coherent light source to a laminated body in which a hologram photosensitive material is superposed on a master hologram, wherein a variable wavelength light source is used as the coherent light source. A hologram replication method comprising irradiating the laminate with the light while changing the wavelength of the light from the light source.
の和を、前記ホログラム感光材料の感度にほぼ一致させ
ることを特徴とする請求項５のホログラム複製方法。6. The hologram duplication method according to claim 5, wherein the sum of the exposure amounts of the light from the light source at each wavelength is made to substantially match the sensitivity of the hologram photosensitive material.
を重ねた積層体に、可干渉性光源からの光を照射してホ
ログラムを複製する方法において、前記可干渉性光源か
ら複数の波長の光を、各波長における露光量の和を前記
ホログラム感光材料の感度にほぼ一致させて、同時に積
層体に照射することを特徴とするホログラム複製方法。7. A method of replicating a hologram by irradiating a laminated body, in which a hologram photosensitive material is laminated on a master hologram, with light from a coherent light source, wherein light of a plurality of wavelengths is emitted from the coherent light source. A hologram replication method characterized in that the sum of exposure amounts at wavelengths is made to substantially match the sensitivity of the hologram photosensitive material, and the laminate is irradiated at the same time.
させることを特徴とする請求項５〜７のいずれかのホロ
グラム複製方法。8. The hologram duplicating method according to claim 5, wherein the wavelength of the light from the light source is changed discontinuously.
せることを特徴とする請求項５〜７のいずれかのホログ
ラム複製方法。9. The hologram duplication method according to claim 5, wherein the wavelength of the light from the light source is continuously changed.
渉性光源からの光の波長を変化させながら前記光が照射
されて露光されたホログラム。10. A hologram, which is exposed by irradiating a hologram photosensitive material with the light from a variable wavelength coherent light source while changing the wavelength of the light.
料を重ねた積層体に、波長可変の可干渉性光源からの光
を変化させながら前記光が照射されて複製されたホログ
ラム。11. A hologram produced by irradiating a master hologram with a hologram photosensitive material and irradiating the light while changing the light from a variable wavelength coherent light source.
ｍ以上であることを特徴とする請求項１０または１１の
ホログラム。12. The full width at half maximum of the wavelength of the hologram is 25n.
The hologram according to claim 10 or 11, wherein the hologram is m or more.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22072295A JPH0962170A (en) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | Hologram exposure method, duplication method and hologram |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22072295A JPH0962170A (en) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | Hologram exposure method, duplication method and hologram |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0962170A true JPH0962170A (en) | 1997-03-07 |
Family
ID=16755500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22072295A Pending JPH0962170A (en) | 1995-08-29 | 1995-08-29 | Hologram exposure method, duplication method and hologram |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0962170A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007178592A (en) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Toshiba Corp | Optical information recording medium, method for manufacturing optical information recording medium, method for reproducing optical information recording medium and reproducing device for optical information recording medium |
| JP2011081163A (en) * | 2009-10-07 | 2011-04-21 | Dainippon Printing Co Ltd | Hologram reproducing apparatus, method of reproducing hologram, and hologram reproduced by the method |
-
1995
- 1995-08-29 JP JP22072295A patent/JPH0962170A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007178592A (en) * | 2005-12-27 | 2007-07-12 | Toshiba Corp | Optical information recording medium, method for manufacturing optical information recording medium, method for reproducing optical information recording medium and reproducing device for optical information recording medium |
| JP2011081163A (en) * | 2009-10-07 | 2011-04-21 | Dainippon Printing Co Ltd | Hologram reproducing apparatus, method of reproducing hologram, and hologram reproduced by the method |
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