JPS5988778A - ホログラムの特性評価方法 - 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】 （ａ）発明の技術分野 本発明は光走査装置におけるホログラムの特性評価方法
に関する。

（ｂ）技術の背景 近時、Ｐ　ＯＳ　（Ｐｏｉｎｔ　ｏｆ　５ａｌｅ　）シ
ステムにおけるバーコード読取り、あるいはプリンター
装置における無衝撃印字にホログラムを利用する方式が
採用されている。

上記の目的に使用するホログラムは、一般にガラス板に
塗布された、例えば乳剤感光層のよ・うな記録材料に、
第１図に示すようにして２つのコヒーレント光（Ａ）お
よび（Ｂ）を照射して形成される。同図において、１は
記録材料である。

この場合に形成される干渉縞２は、前記光束（Ａ）およ
び（Ｂ）の波面および波長によって、その記録材料１面
内における分布が決定される。また、干渉縞２は、記録
材料１の厚さ方向に拡がり持って形成されるが、この拡
がりの方向は前記光束（Ａ）と（Ｂ）のなす角の２等分
線方向に一致する。

上記のようにして形成されたホログラムの再生、すなわ
ち該ホログラムによる光走査、を行う場合、再生用のレ
ーザー光の入射方向が該ホログラムの干渉縞に対し最適
条件（ブラッグ角条件）となった時に、回折効率が最大
となり、走査光強度が最も強くなる。

しかしながら、第１図に示したように形成された干渉縞
２の、記録材料１面内における分布および厚さ方向にお
ける傾きは、最終的に光走査装置に使用される状態のホ
ログラムにおいてそのまま保存されているとは限らない
。

これは、第１図に示すようなホログラム形成後に行われ
る現像あるいはヘーキング等の工程において、前記記録
材料１が膨潤あるいは収縮することによって、干渉縞２
に初期位置からの微妙なずれを生ずるためである。

したがって、作成工程中、あるいは完成段階の個々のボ
ログラムについて、前記ブラッグ角条件その他の特性評
価データを容易かつ正確に取得可能とすることが重要課
題となる。

（Ｃ）従来技術と問題点 ところで、上記のように、ホログラムによる回折効率は
ブラッグ角条件において最大となり、ブラッグ角から外
れるにしたがって次第に低下してゆく。この様子を第２
図に示す。同図の横軸は再生レーザー光の入射角（β）
、縦軸は回折効率（％）である。

なお、以下においては、ブラッグ角条件を満足する時の
ホログラム面に対するレーザー光の入射角度をブラッグ
角（α）と定義して用いることにする。

第２図に示した曲線の形はホログラムの干渉縞のピンチ
（空間周波数）やホログラム材料の厚さ等によって異な
るが、ちなみにこの曲線の半値幅は角度にして１０〜２
０度程度である。

従来、ブラッグ角（α）を求めるためには、第３図に示
すようにして行われていた。

すなわち、まずホログラム３に１本のレーザービーム４
を入射させ、一方、ホログラム３による該レーザービー
ム４の回折光の光路中に、光検知器５を設置する。つぎ
に、ホログラム３を矢印の方向に回転させ、第２図に示
すような回折効率分布特性を測定し、ブラッグ角（α）
を求める。

上記従来の方法は、以下のような欠点を有する。

（ｉ）少なくとも、ブラッグ角（α）近傍における回折
効率分布特性曲線の形が測定できる状態でなければなら
ない。

（ｉｉ）ブラッグ角（α）近傍では回折効率の変化率が
小さいために、測定誤差が大きい。

（ｉｉｉ　）測定はカッ］・・アンド・トライによって
行わなければならず、測定期間中におけるレーザー光の
出力変動を常にモニターしておき、これによって補正を
加える必要がある。

（ｄ）発明の目的 本発明は上記従来の方法における欠点を排除し、ホログ
ラムのブラッグ角を精度よく、かつ容易に測定し、同時
に回折効率をも測定可能とする、新規なホログラムの特
性評価方法を提供することを目的とする。

（ｅ）発明の構成 本発明は、複数本のレーザー光を、ホログラム面上にお
いて互いに交差するようにして、該ホログラム面上に入
射させ、かつ該複数本のレーザー光の特定の同一次数の
回折光の光路近傍にそれぞれ光検知器を設け、該ホログ
ラム面に対する各レーザー光の入射角と該光検知器によ
って検出された回折光の強度比とから、該ホログラムに
対するブラッグ角条件を求めることを特徴とする。

（ｆ）発明の実施例 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

以下の図面において既掲の図におけると同しものには同
一符号を付しである。

第４図は本発明の原理を示す図であって、２本のレーザ
ー光１，１およびＬ２を、ホログラム３」二において交
差角γで交差するようにして入射させる場合を示してい
る。同図において、ボログラム３によるレーザー光Ｌ１
およびＬ２それぞれの回折光（例えば＋１次回折光）Ｄ
ＩおよびＤ２を検出するために、これらの光路近傍に光
検知器Ｓ１およびＳ２が設６Ｊられている。この場合、
光検知器Ｓ１およびｓ２が点０となす角は前記交差角Ｔ
とほぼ等しくする。

また、光検知器Ｓ１およびＳ２は、同一の光量が入射し
た場合に同一出力値を与えるように感度設定されている
。

上記の構成において、ホログラム３を点０を中心として
矢印の方向に回転しつつ回折光ＤＩおよびＤ２を検出し
てゆくと、光検知器Ｓ１と３２の出力値が等しくなる条
件がある。

この場合におけるレーザー光Ｌｌと１４２の交差角の２
等分線方向からの入射角が前記ブラッグ角（α）となる
。したがって、この時におけるボログラム３の面法線方
向からの回転角を測定することによって、前記ブラッグ
角（α）を求めることができるのである。

これを第５図によって説明する。

第５図において、縦軸は回折光強度、横軸はホログラム
の回転角度（β）である。

曲線ＣＩおよびＣ２は、それぞれ前記レーザー光Ｌｌお
よびＬ２の回折光強度分布曲線であり、それぞれのピー
クに対応する角度β１およびβ２は、レーザー光Ｌ１お
よび！、２がホログラム３に対してブラッグ角条件をな
す入射角度に対応しており、該角度β１とβ２の差は前
記交差角γと等しい。したがって、該角度β１およびβ
２ば、両回線が交る角度（βＯ）の両側にγ／２ずつ離
れた位置に存在することになるので、前記交差角Ｔと前
記ボログラム回転角度βＯが与えられれば、前記ブラッ
グ角（α）を求めることができるのである。

第６図は、１つのレーザーから、交差角Ｔを有する２本
のレーザー光を形成する方法を示す図である。

レーザー６から出射されたレーザー光４はハーフミラ−
７によって分割され、一部は透過光４１となり、他の一
部は反射光４２としてミラー８に入射し、ここで前記透
過光４１と角Ｔをなして交差するように反射される。

第７図は本発明の他の実施例を示す図であワて、レーザ
ー６から出射されたレーザー光４は２つのハーフミラ−
７１および７２とミラー８１および８２によって３つの
光束４１．４２１．４２２とに分割される。

ここで、光束４１．４２１．４２２は同一平面上にあり
、かつ光束４１と４２１および光束４１と４２２は等し
い交差角、例えばγ／２、でそれぞれ交差するようにし
である。

上記の構成において、点０に回転中心を有するようにし
て設けられたホログラムに光束４１．４２１．４２２を
入射させ、第４図と同様にして該ボログラムを回転し、
光束４２１　と４２２のそれぞれの回折光の強度が等し
くなった時の該ホログラムの回転角を測定する。

上述のように、この時の光束４２１　と４２２とがなす
角の２等分線方向が該ホログラムに対するブラッグ角入
射条件となるので、光束４１の回折光の光路中に設けら
れている光検知器は、回折効率の最大値を検出している
ことになる。

したがって、上記の測定値に対し、ハーフミラ−７１お
よび７２による光損失を補正することによって、ブラッ
グ角（α）における回折効率を直接に求めることができ
るのである。

上記の実施例においては、レーザー光を２本ないし３本
用い、また、２つの光検知器の出力が同一になるように
ボログラムを回転させる場合について説明したが、上記
以上の充分多くの本数のレーザー光とこれらのそれぞれ
に対応して光検知器とを設け、該光検知器のうちで出力
が等しい２つの光検知器を見出すことによって該２つの
光検知器に対応するレーザー光の交差角を知ることがで
き、その結果、ホログラムを回転することなしにブラッ
グ角（α）を求めることができる。

０ また、光検知器の感度が等しく設定されていない場合に
は、出力値を規格化する処理を行えばよい。

なお、本発明は光走査装置に用いるホログラＪ、に限ら
ず、一般のホログラムの特性評価に対しても適用可能で
あることは言うまでもない。

（ｇ）発明の効果 本発明によれば、ホログラムのブラッグ角条件を容易に
、かつ正確に測定でき、また同時にブラッグ角条件にお
ける回折効率を直接に求めることができ、作成工程段階
におけるポログラノ・の特性評価あるいは実装段階にお
ける条件の設定を容易かつ正確に行うことを可能とする
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ば２光束レーザー光によるポログラムの形成を説
明するための図、第２図はホログラＪえの回折効率を示
す図、第３図はホログラムのブラッグ角を求めるための
従来の方法を説明するための図、第４図および第５図は
ホログラムのブラッグ角測定の本発明に係る方法の原理
を示す図、第６図は１つのレーザーから２本のＩ／−チ
ー光を得る方法を示す図、第７図は３本レーザー光を用
いてホログラムのブラッグ角と回折効率を同時に測定す
る本発明入射係る方法を示す図である。 図において、■は記録材料、２は干渉縞、３はホログラ
ム、４とＬｌとし２ばレーザー光、５と８１と３２は光
検知器、６はレーザー、７と７１と７２はノ＼−フミラ
ー、８と８１と８２．４１と４２１　と４２２　は光束
、ＤＩおよびＤ２は回折光である。 １ 苑２図 口 邦５　図 ２ 第４図 一−−＼、 コ１ 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）複数本のレーザー光を、ホログラム面」二におい
   て互いに交差するようにして、該ホログラム面上に入射
   させ、かつ該複数本のレーザー光の特定の同一次数の回
   折光の光路近傍にそれぞれ光検知器を設け、該ホログラ
   ム面に対する各レーザー光の入射角と該光検知器によっ
   て検出された回折光の強度比とから、該ホログラムに対
   するブラッグ角条件を求めることを特徴とするホログラ
   ムの特性評価方法。 （２、特許請求の範囲第１項記載のホログラムの特性評
   価方法において、複数本のレーザー光を同一のレーザー
   を用いて形成することを特徴とするホログラムの特性評
   価方法。 （３）特許請求の範囲第１項記載のホログラノ、の特性
   評価方法において、複数の光検知器の感度を同一に設定
   することを特徴とするホログラムの特性評価方法。 （４）特許請求の範囲第１項記載のホログラムの特性評
   価方法において、少なくとも３本のレーザー光の光路を
   同一平面上に、かつ所定の角度差を以て配列するように
   設け、かつまた少な（とも３つの光検知器を、その１つ
   が前記３本のレーザー光の回折光の１つと対応づけられ
   るようにして、それぞれ該回折光の光路近傍に設けるこ
   とにより、ブラッグ角条件における回折効率を求めるこ
   とを特徴とするホログラムの特性評価方法。