JPS5870269A - 低回折効率ホログラムの光利用効率向上方法 - 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】 本発明は、低回折効率ホログラムの光利用効率向上方法
に関するもの・である。

ホログラムを回折手段として用いる場合、ホログラムの
種類によって、理論的に回折効率が決捷ってしまうのが
一般的である。

例えば、ホトレジストを使ったレリーフホログラムは、
従来、正弦波状のグレーティングで最大゛約５４％まで
しかいかないといわれている。

これらのホログラムは、それ１枚たけでは回折効率が低
くて、ビームを分割する手段としては使いものにならな
いことがある。

本発明は上記の事情に着目してなされたもので、低回折
効率ホログラムを用いながらもその光利用効率を向上す
る方法を提供することを目的とする。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明に係る、ホログラムの光利用効率向上方法は、 分割すべき平行ビームの光路途中に、分割する光敬を増
加させることができる様に、２枚以上のホログラムを重
ね合わせたビーム分割手段を配置することにより行なわ
れ、上記ビーム分割手段は、できるだけ薄い厚さの乾板
に、参照光、物体光の各角度条件を各々変えないで撮影
して作製したｎ枚（ｎ≧２）のホログラムを、グレーテ
ィングの並びの方向を一致させて重ね合わせて作製した
ものであることを特徴とする。

第１図において、符号Ｎ１はホログラム板を示し、透明
なホログラム基板２と、このホログラノ・基板２上に層
状に設けられたホログラム材料３より成る。このホログ
ラム板Ｎ１に物体光Ｂと参照光Ｓとを等角に入射させて
以下同一の条件でホログラムを所要の枚数作製する。

上記により作製したホログラム板を、グレーティングの
並びの方向を合わせて２枚重ねたのが第４図に示す態様
で、ホログラム板は符号Ｎ２．Ｎ３で示され、５枚重ね
たのが第５図に示す態様で、ポログラム板はＮ４．　Ｎ
５．　Ｎ６で示しである。

ホログラム板Ｎ１において、再生光として物体光Ｂを用
いた場合（第２図参照）め零次光ＢＯの透過率すと、再
生光として参照光Ｓを用いた場合（第６図参照）の零次
光Ｓｏの透過率ｂ１はほぼ等しく、又、再生光として物
体光Ｂを用いた場合（第２図参照）の回折光Ｂ―の回折
効率ａと再生光として参照＃、Ｓを用いた場合（牙５図
参照）の回折光ｓ１のＩ口ｌ折効（率ａ１もほぼ等しい
とする。

従って、第４図における各ホログラム板Ｎ２．　Ｎ３の
各々の回折効率、透過率も等しいものと、考え、第５図
における各ホログラム板Ｎ４．　Ｎ５．　Ｎ６において
も同様に考えることが、できる。そこで、重ね各わされ
たホログラム板の１枚目、２枚目、５枚目の各回折効率
、透過率が等しく、１枚目、２枚目。

５枚目共、回折効率と透過率の和が０９であるものとし
、散乱、吸収の各ホログラム間の相互作用による影響を
無視し、その上で、回折効率をａとすれば透過率は　ｂ
＝Ｑ、９−ａ　となる。

ホログラム板を２板用いた場合には、第４図に小すよう
に、回折方向の光の総合強度は　２ａ−ｂ。

透過光方向の総合強度は　ａ２−＋−ｂＦ　　となる。

そこで、回折方向の光の強度について考えてみると、前
記式より　ｔ＋＝０．９−ａ　であるから、２ａｂ＝２
ａ（０，９−ａ）となり、ホログラム板１枚の時より２
枚の時の方が光利用効率が大きくなるのは　２ａ　（０
，９−ａ　）　＞ａの時だから、これを解いて、　ａ（
０，４を得る。

次に、ホログラム板を５枚用いた場合を考えると、第５
図に示すように、回折方向の光の総合強度は　ａ（ａ２
＋３ｂ２）、透過光方向の総合強度はｂ（ｂ”＋３ａ”
）となる。そこで、回折方向の光の強度を考えると、透
過率ｂ＝０．９−ａであるからａ（ａ”＋ろｔ、り＝ａ
（４ａ２−５．４ａ＋２．４３）となり、これがホログ
ラム１枚の時の光利用効率ａよりも大きくなるのは、ａ
　（４ａ２−５．４ａ＋２．４１　）＞ａ　となる時で
あり、こねを解いて　ａ　（０，５５を得る。

以上の如（ａ＜０．４　　の時ホログラム板を２枚。

ａ＜０．３５の時はホログラム板を５枚重ねることで、
みかけの回折効率を高めることができる。

一般にホログラム板をｎ枚重ねた時、（ａ−ｂ）ｎの負
の項の和の絶対値が回折方向の光の総合強度となる。上
記質の項の和の絶対値がａより大となるような回折効率
の値のとき、そ、のようなＭ枚の同じホログラムを重ね
ることにより、全体の回折効率を高めることができる。

上述の考え方に基いて、本発明は、ホログラムを使用す
る各種装置、レーザー発振強度のモニター、光通信にお
ける光分岐手段、光書込装置におけろホロスキャナー等
に広く適用、実施することができる。

′実験例として、第６図、オフ図に示されるよう＼ な枠５に参照光、物体光を等角２２．５°　で照射して
作った、回折効率９％、８％の２枚のホログラム板Ｎ７
．Ｎ８を重ね合わせて装着したとき、このビームスプリ
ッタ−により１１チのみかけの回折効率を得ることがで
きた。

【図面の簡単な説明】

第１図は参照光と物体光を等角で照射してホログラムを
作製している説明図、第２図はホログラムを物体光で再
生した時の説明図、第５図はホログラムを参照光で再生
した時の説明図、牙４図はホログラム板を２枚重ねて回
折させた時の説明図、第５図はホログラム板を６枚重ね
て回折させた時の説明図、第６図はビームスプリッタ−
の斜視図、オフ図はビーム分割手段としてのビームスプ
リッタ−の断面図である、 Ｎ２．　Ｎ３．　Ｎ４．　Ｎ５．　Ｎ６．　Ｎ７．　Ｎ
８・・・ホログラム板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　分割すべき平行ビームの光路途中に、分割する光
   計を増υ口させることができる様に、２枚以上のホログ
   ラムを重ね合わせたビーム分割手段を配置して光利用効
   率を向上させることを特徴とする低回折効率ホログラム
   の光利用効率向上方法。 ２、特許請求範囲第１項記載のビーム分割手段は、でき
   るだけ薄い厚さの乾板に、参照光、物体光の各角度条件
   を各々変えないで撮影して作製したｎ枚（ｎ−２）のホ
   ログラムを、グレーティングの並びの方向を一致させて
   重ね合わせて作製したものであることを特徴とする低回
   折効率ホログラムの光利用効率向上方法。